Question

如图所示，一质量为m=0.016kg、长L=0.5m、宽d=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线圈，从h₁=5m的高处由静止开始下落，然后进入匀强磁场，当下边进入磁场时，由于磁场力的作用，线圈正好作匀速运动。

（1）求匀强磁场的磁感应强度B。

（2）如果线圈的下边通过磁场所经历的时间t=0.15s，求磁场区

域的高度h₂.

（3）求线圈的下边刚离开磁场的瞬间，线圈的加速度的大小和方向。

（4）从线圈的下边进入磁场开始到线圈下边离开磁场的时间内，在线圈中产生的焦耳热是多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）B=0.4T  (2) （3）  ，方向向上(4)Q=mgL=0.08J

【解析】（1）设线圈刚进入磁场时的速度为v₀，则据机械能守恒定律可得：

   （2分）

根据平衡条件可得（2分）  ，解得B=0.4T    （1分）

(2)因为线圈的下边进入磁场后先做匀速运动，用时t₀=0.05s，    （1分）

所以线圈做加速运动的时间t₁=0.1s， （2分）

(3) 线圈的下边刚离开磁场的瞬间的速度V=v₀+gt₁=11m/s;   （2分）

线圈的加速度的大小  ，方向向上。（3分）

(4)Q=mgL=0.08J      （3分）