题目内容
如图所示,在空中有一水平方向的匀强磁场区域,区域上下边缘间距离为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,恰好开始做匀速运动。求:
(1)线圈的M、N边刚好进入磁场时,线圈的速度大小。
(2)线圈从开始下落到刚好完全进入磁场所经历的时间。
(1)设线圈匀穿出磁场的速度为,此时线圈中产生的感应电动势为
………①(1分)
产生的感应电流为………………②(1分)
线圈受到的安培力为F=BIL………………④(1分)
此过程线圈受到的重力与安增力平衡
mg=F……………………④ (1分)
联立①②③④式,得………………⑤
设圈线上的边刚好进入磁场时速度为v,当线圈全部在磁场中运动时,根据动能定理
………………⑥
联立⑤⑥,解得 (2分)
(2)设线圈从开始下落到刚刚完全进入磁场所用的时间为t,根据动量定理
………………⑧(2分)
在t内根据法拉第电磁感应定律:………………⑨(2分)
线圈中产生的平均电流………………⑩(2分)
故安培力的冲量………………11(2分)
联在立⑨⑩11得……………………12
解析:
略
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