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如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h，磁感应强度为B．有一宽度为b（b＜h）、长度为L、电阻为R、质量为m的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静
网友投稿 2022-11-15 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h，磁感应强度为B．有一宽度为b（b＜h）、长度为L、电阻为R、质量为m的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落，当线圈的PQ边到达磁场下边缘时，恰好开始匀速运动．求线圈穿越磁场区域经历的时间．
◎ 答案
设线圈匀速穿出磁场区域的速度为v，此过程线圈的重力与磁场作用于线圈的安培力平衡，即有：
mg=B
?
BLv
R
L，
所以
v=
mgR
B
2
L
2
．
对线圈从开始到刚好完全进入磁场的过程，经历的时间设为t
1
，线圈所受安培力的平均值为
.
F
．线圈速度的平均值为
.
v
，此过程线圈的末速度值为v
1
，根据动量定理，得
mg
t
1
-
.
F
t
1
=m
v
1
而
.
F
t
1
=B
.
I
L
t
1
=B.
BL
.
v
R
L
t
1
=
B
2
L
2
R
b
代入上式得：
t
1
=
v
1
g
+
B
2
L
2
b
mgR
．
因为b＜h，所以接着线圈在磁场里作匀加速运动，直到线圈的下边到达磁场的下边界为止，此过程经历的时间：
t
2
=
v-
v
1
g
．
之后线圈以速度v匀速穿出磁场，经历时间
t
3
=
b
v
．
所以线圈穿越磁场区域经历的时间：
t=
t
1
+
t
2
+
t
3
=
v
1
g
+
B
2
L
2
b
mgR
+
v-
v
1
g
+
b
v
=
2
B
2
L
2
b
mgR
+
mR
B
2
L
2
．
答：线圈穿越磁场区域经历的时间是
2
B
2
L
2
b
mgR
+
mR
B
2
L
2
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h，磁感应强度为B．有一宽度为b（b＜h）、长度为L、电阻为R、质量为m的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静…”主要考查了你对 【动量定理】，【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/375630.html
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