题目内容
【题目】如图所示,矩形导线框abcd,质量m=0.4kg,电阻r=3.2Ω,边长, 。其下方距cd边h=0.8m处有一个仅有水平上边界PQ的匀强磁场,磁感应强度B=0.8T,方向垂直于纸面向里.现使线框从静止开始自由下落,下落过程中ab边始终水平,且ab边进入磁场前的某一时刻,线框便开始匀速运动.不计空气阻力,取.
(1)计算cd边进入磁场时受到的安培力;
(2)求线框匀速运动的速度大小;
(3)求线框进入磁场过程中产生的电热.
【答案】(1) 3.2N,(2) ,(3) 1.4J.
【解析】(1)线框下落过程,由机械能守恒,有 ①
则得 ②
线框刚进入磁场时受到的安培力
因F=3.2N<mg
线框将继续加速运动③
线框的加速度 ④
因为v增大,a将减小,最终匀速运动,即线框将做加速度逐渐减小的加速运动,最后匀速运动,直至完全进入磁场.⑤
(2)设匀速运动的速度为vm,由a=0得 ⑥
⑦
(3)由能量守恒,得⑧
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