Question

如图所示，一质量为 m =0.016kg、长 L =0.5m、宽 d =0.1m、电阻 R =0.1Ω的矩形线圈，从 h 1 =5m的高处

如图所示，一质量为 m =0.016kg、长 L =0.5m、宽 d =0.1m、电阻 R =0.1Ω的矩形线圈，从 h 1 =5m的高处由静止开始下落，然后进入匀强磁场，当下边进入磁场时，由于磁场力的作用，线圈正好作匀速运动。 （1）求匀强磁场的磁感应强度 B 。（2）如果线圈的下边通过磁场所经历的时间 t =0.15s，求磁场区域的高度 h 2 .（3）求线圈的下边刚离开磁场的瞬间，线圈的加速度的大小和方向。（4）从线圈的下边进入磁场开始到线圈下边离开磁场的时间内，在线圈中产生的焦耳热是多少？

Answer 1

（1） B =0.4T  (2) （3）  ，方向向上(4) Q = mgL =0.08J

（1）设线圈刚进入磁场时的速度为 v 0 ，则据机械能守恒定律可得：   （2分） 根据平衡条件可得 （2分） ，解得 B =0.4T   （1分） (2)因为线圈的下边进入磁场后先做匀速运动，用时 t 0 =0.05s，   （1分） 所以线圈做加速运动的时间 t 1 =0.1s，  （2分） (3) 线圈的下边刚离开磁场的瞬间的速度 V = v 0 + gt 1 =11m/s;  （2分） 线圈的加速度的大小  ，方向向上。（3分） (4) Q = mgL =0.08J     （3分）