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
◎ 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?
所以v=
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t1,线圈所受安培力的平均值为
而
代入上式得:t1=
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:t2=
之后线圈以速度v匀速穿出磁场,经历时间t3=
所以线圈穿越磁场区域经历的时间:t=t1+t2+t3=
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