一个质量为m=0.5kg、长为L=0.5m、宽为d=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线框,从h1=5m的高度由静止自由下落,如图所示.然后进入匀强磁场,刚进入时由于磁场力的作用,线框刚好做

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 自由落体运动/2022-09-04 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

一个质量为m=0.5kg、长为L=0.5m、宽为d=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线框,从h1=5m的高度由静止自由下落,如图所示.然后进入匀强磁场,刚进入时由于磁场力的作用,线框刚好做匀速运动(磁场方向与线框平面垂直).
(1)求磁场的磁感应强度B;
(2)如果线框的下边通过磁场区域的时间t=0.15s,求磁场区域的高度h2
魔方格

◎ 答案

(1)线框进入磁场时的速度为v=

2gh1
=

2×10×5
m/s
=10 m/s
产生的感应电动势为E=Bdv,
感应电流I=
Bdv
R

线框所受的安培力大小为 F=BdI=
B2d2v
R

刚进入时线框刚好做匀速运动则有
   mg=F=
B2d2v
R

得,B=
1
d

mgR
v

代入解得  B=

5
T
(2)线圈全部进入磁场所用的时间t1=
L
v
=0.05 s,
由题意得:
v(t-t1)+
1
2
g(t-t12=h2-L
代入数据解得h2=1.55 m.
答:
(1)磁场的磁感应强度B为

5
T;
(2)磁场区域的高度h2是1.55m.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“一个质量为m=0.5kg、长为L=0.5m、宽为d=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线框,从h1=5m的高度由静止自由下落,如图所示.然后进入匀强磁场,刚进入时由于磁场力的作用,线框刚好做…”主要考查了你对  【自由落体运动】,【共点力的平衡】,【导体切割磁感线时的感应电动势】  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。

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