题目内容

【题目】一根粗细均匀电阻R0.6Ω的导线弯成一个圆形线圈,圆半径r1m,圆形线圈质量m1kg,此线圈放在绝缘光滑的水平面上,在y轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B0.5T的匀强磁场,如图所示.若线圈以初动能Ek05J沿x轴方向滑进磁场,当进入磁场1m时,线圈中产生的电能为E3J.求:

1)此时线圈的运动速度的大小;

2)此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压;

3)此时线圈加速度的大小。

【答案】(1)2m/s (2) (3)2.5m/s2

【解析】1)线圈的初动能为5J,进入磁场05m时的末动能为3J。设此时线圈的运动的速度为v,

由能量守恒定律得:

代入数据解得:

2)线圈进入磁场x=05m时,切割磁感线的有效长度由几何关系可得:

则感应电动势:

由几何知识可得圆弧所对应的圆心角为:θ=120°

线圈在磁场外的电阻为:

线圈与磁场左边缘两交接点间的电压:

3)线圈受到的安培力:

由牛顿第二定律得:

代入数据解得:

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