如图所示,将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁

◎ 题目

如图所示,将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速进入磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动.求:

(1)线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度v2
(2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1
(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q.

◎ 答案

(1)
(3)m[(mg)2-f2-(mg+f)(a+b)

◎ 解析

(1)线框在下落阶段匀速进入磁场瞬间
mg=f+                                   ①
解得v2=.                           ②
(2)线框从离开磁场至上升到最高点的过程中
(mg+f)h=mv12                                                              
线框从最高点回落至进入磁场瞬间
(mg-f)h=mv22                                ④
③④联立解得v1= ⑤
(3)线框在向上通过磁场过程中
mv02-mv12=Q+(mg+f)(a+b)v0=2v1
Q=m[(mg)2-f2-(mg+f)(a+b).

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁…”主要考查了你对  【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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