题目内容

【题目】如图所示,在空间有两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,区域Ⅰ磁场边界的间距为H,磁场方向垂直纸面向里;区域Ⅱ磁场足够宽,其上边界为,磁场方向垂直纸面向外, 的间距为L。现有一质量为m、边长为L.电阻值为R的正方形线框由上方某处自由落下,恰能匀速进入区域Ⅰ磁场,线框cd边刚要进入边界前瞬间线框的速度大小为,线框ab边刚要进入边界前瞬间线框的电功率为P,重力加速度为g,空气阻力不计,求:

1)线框的cd边刚要进入边界前瞬间线框的加速度;

2)线框的cd边从运动到过程中线框产生的热量;

3)线框从cd边到达运动到ab边到达所经历的时间。

【答案】10.2g23

【解析】1)线框在cd边到达前瞬间:

解得到: ,方向竖直向上

2)线框匀速进入磁场区域Ⅰ过程:

解得:

Cd边从运动到过程,线框产生的热量:

3ab边刚要进入边界前瞬间,

设线框进入区域Ⅰ时间为,线框处区域Ⅰ时间为,线框进入区域Ⅱ时间为,从cd边到达ab边到达时间为t,对线框cd边到达ab边到达全过程,根据动量定理:

解得:

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