Question

如圖12-17所示，一質量為m=0.016kg、長L=0.5m、寬d=0.1m、電阻R=0.1Ω的矩形線圈，從h₁=5m的高處由靜止開始下落，然后進入勻強磁場，當下邊進入磁場時，由于磁場力的作用，線圈正好作勻速運動。

（1）求勻強磁場的磁感應強度B。

（2）如果線圈的下邊通過磁場所經歷的時間t=0.15s，求磁場區域的高度h₂.

（3）求線圈的下邊剛離開磁場的瞬間，線圈的加速度的大小和方向。

（4）從線圈的下邊進入磁場開始到線圈下邊離開磁場的時間內，在線圈中產生的焦耳熱是多少？

Answer 1

（1）0.4T（2）1。55m  （3）1m/s², 方向向上(4) 0.08J

解析:

（1）設線圈剛進入磁場時的速度為v₀，則據機械能守恒定律可得：

   （2分）

根據平衡條件可得（2分）  ，解得B=0.4T    

(2)因為線圈的下邊進入磁場后先做勻速運動，用時t₀=0.05s，   

所以線圈做加速運動的時間t₁=0.1s， 

(3) 線圈的下邊剛離開磁場的瞬間的速度V=v₀+gt₁=11m/s;  

線圈的加速度的大小  ，方向向上。

(4)Q=mgL=0.08J