题目内容

如图所示,矩形线框的质量m=0.016kg,长L=0.5m,宽d=0.1m,电阻R=0.1Ω.从离磁场区域高h1=5m处自由下落,刚入匀强磁场时,由于磁场力作用,线框正好作匀速运动.
(1)求磁场的磁感应强度;
(2)如果线框下边通过磁场所经历的时间为△t=0.15s,求磁场区域的高度h2
(1)线框做自由落体运动过程,则有v=
2gh
=10m/s.、
线框刚进入磁场时,E=BLv,I=
E
R
,F=BIL,则得到安培力F=
B2L2v
R

由平衡条件得,mg=F
代入得,B=
mgR
vd2
=0.4T
(2)线框进入磁场匀速运动的时间为t1=
L
v
=0.05s
完全进入磁场匀加速运动的时间为t2=△t-t1=0.1s
匀加速运动通过的位移 x=vt2+
1
2
g
t22
=1.05m
∴h2=L+x=1.55m
答:
(1)磁场的磁感应强度为0.4T;
(2)如果线框下边通过磁场所经历的时间为△t=0.15s,磁场区域的高度h2=1.55m.
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