Question

如圖所示，空間等間距分布著水平方向的條形勻強磁場，豎直方向磁場區(qū)域足夠長，磁感應(yīng)強度B＝1T，每一條形磁場區(qū)域的寬度及相鄰條形磁場區(qū)域的間距均為d＝0.5 m，現(xiàn)有一邊長L＝ 0.2m、質(zhì)量m＝0.1kg、電阻R＝0.1Ω的正方形線框MNOP以＝7m/s的初速從左側(cè)磁場邊緣水平進入磁場，求：

（1）線框MN邊剛進入磁場時受到安培力的大小F；
（2）線框從開始進入磁場到豎直下落的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）線框能穿過的完整條形磁場區(qū)域的個數(shù)n。

Answer 1

（1）2.8N；（2）2.45J；（3）4

解析試題分析：（1）線框MN邊剛開始進入磁場區(qū)域時
 ①
 ②
 ③
由①②③并代入數(shù)據(jù)得：
（2）設(shè)線框水平速度減為零時，下落高落為H，此時速度為
由能量守恒可得：  ④
根據(jù)自由落體規(guī)律有：   ⑤
由④⑤得：               
（3）設(shè)線框水平切割速度為時有：
   ⑥
 ⑦
 ⑧
 ⑨
由⑥⑦⑧⑨得： ⑩
即：
可有： （11)
 （12）
由（11)（12)并代入數(shù)據(jù)得： （13）
所以可穿過4個完整條形磁場區(qū)域
考點：法拉第電磁感應(yīng)定律；牛頓第二定律；能量守恒定律。