如图所示,水平的平行虚线间距为d=50cm,其间有B=1.0T的匀强磁场.一个正方形线圈abcd边长为L=10cm,线圈质量m=100g,电阻为R=0.02Ω.开始时,线圈的下边缘到磁场上边缘的距

◎ 题目

如图所示,水平的平行虚线间距为d=50cm,其间有B=1.0T的匀强磁场.一个正方形线圈abcd边长为L=10cm,线圈质量m=100g,电阻为R=0.02Ω.开始时,线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm.将线圈由静止释放,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等.取g=10m/s2,求:(1)线圈cd边穿过磁场过程中产生的电热Q
(2)线圈ab边穿越磁场过程中加速度的最小值a.
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)线圈从1到2位置自由落体运动,有   v02=2gh
         3位置时线圈速度一定最小,而3到4位置线圈是匀变速运动,有
            v02-v2=2g(d-L)                                                       
           得v=2

2
m/s                                     
    由于线圈完全处于磁场中时不产生感应电流,不产生电热,所以线圈进入磁场过程中产生的电热Q1就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热,而2、4位置动能相同,由能量守恒Q1=mgl=0.5J
      (2)2到3位置是减速过程,因此安培力减小,3位置加速度最小
          安培力F=
B2l2v
R
                                    
       由F-mg=ma                                               
     可知加速度减小,到3位置时加速度最小,
   代入解得a=4.1m/s2
答:(1)线圈cd边穿过磁场过程中产生的电热Q=0.5J.
     (2)线圈ab边穿越磁场过程中加速度的最小值a=4.1m/s2

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,水平的平行虚线间距为d=50cm,其间有B=1.0T的匀强磁场.一个正方形线圈abcd边长为L=10cm,线圈质量m=100g,电阻为R=0.02Ω.开始时,线圈的下边缘到磁场上边缘的距…”主要考查了你对  【自由落体运动】,【牛顿第二定律】,【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】,【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。

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