Question

一道高中物理电磁感应题。

如图所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度B＝1T，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5m，现有一边长l=0.2m、质量m=0.1kg、电阻R＝0.1Ω的正方形线框MNOP以v0=7m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场，求

（1）线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小F。

（2）线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q。

（3）线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n。

第三问，它给的解法是：
线框穿过第1个条形磁场左边界过程中，平均感应电动势 E=Bl^2/t
平均感应电流 I=E/R
平均安培力 F=BIl
根据动量定理，-Ft=mv1-mv0
解得-b^2*l^3/R=mv1-mv0
同理线框穿过第1个条形磁场右边界过程中有
-b^2*l^3/R=mv2-mv1
所以线框穿过第1个条形磁场过程中有-2b^2*l^3/R=mv2-mv0

设线框能穿过n个条形磁场，则有-2nb^2*l^3/R=0-mv0
n约等于4.4
可以穿过4个完整条形磁场区域

那么想问一下，为什么不能用动能定理做？如果可以，怎么列式？
为什么有焦耳热不能用动能定理呢。
第二小题算焦耳热Q的时候答案也是用了动能定理啊。

Answer 1

不能用动能定理是因为线框运动过程中 有感应电流 会发热 有焦耳热 这是你难以计算的部分

Answer 2

我感觉应该是:安培力的作用方向应该是水平的!
把它分解!然后一个是沿着那个线圈，一个是竖直向上
如果按照杠杆原理，力臂*力=力臂1*力1
就可以求拉住ab所需要的力!
如果安培力的这个方向的分力的大小和他相等，我认为就可以转起来!
计算得:安培力如果为0.02N就可以了!
因为B还在不断的增加!
E=nBS/时间变化
---平均感应电动势!
即:E=nKS
I=E/R.
这样用F安=(Lab*B*n*K*S*cos37)R
就可以求得B的值
B=5.
我想B=Kt.那t就能求了吧!
t=25s.
仅供参考，我的个人见解!

Answer 3

我想你看答案也知道怎么做的，只不过你不清楚他为什么要用那种方法。告诉你，答案是对的，用动能定理不是不能解，是非常麻烦，考虑要非常缜密才有可能成功，我不做尝试。
什么是动能定理？简单说来，外力做的功等于动能的变化量。如果你能清晰的明白这一点，就知道第二部中，之所以能过运用动能定理，是因为“从开始进入磁场到竖直下落”。我们知道，竖直下落就意味着，只有竖直向下的速度而没有水平速度，而一开始的水平动能是被安培力做功消耗掉的，所以初状态的水平动能有，末状态的水平动能为0，所以动能定理的始末状态都有，当然可以用。如果第二步你会做，重新看会发现，这一步是在研究水平运动的一个过程，并没有真正涉及到竖直运动。
而第三步就不同，他要你把这个过程完全理解，才能求出经过的磁场区域，你必须知道，此时的竖直方向的速度，以及从一开始到现在的竖直位移，即重力做的功也要算在内，要不式子怎么列呢？又有一个问题是，你既然不知道他会经过几个磁场，在求解的时候就必须设，要不怎么求安培力能做多少功？既然要设你又怎么知道他刚好是经过整数的磁场还是几点几个磁场？
综上，你善于思考多种解法是对的，如果你发现别的解法难解的话，试着去了解这种解法应该针对的问题和他应该符合的条件，是否是最简？ 这样有助于你的学习。