Question

【题目】如图所示，倾角为的光滑斜面上，有一垂直于斜面向下的有界匀强磁场区域PQNM，磁场区域宽度L=0.1m。将一质量m=0.02kg、边长L=0.1m、总电阻R=0.4的单匝正方形闭合线圈abcd由静止释放，释放时ab边水平，且到磁场上边界PQ的距离也为L，当ab边刚进入磁场时，线圈恰好匀速运动，g=10m/s2，求：

（1）ab边刚进入磁场时，线圆所受安培力的大小F安方向；

（2）ab边刚进入磁场时，线圈的速度及磁场磁感应强度B的大小；

（3）线圈穿过磁场过程产生的热量Q。

Answer 1

【答案】（1）0.1N, 方向沿斜面向上（2）2T（3）0.02J

【解析】

解：(1)边刚进入磁场时线框做匀速运动，对线圈受力分析，如图所示

线圈所受安培力的大小：安

安

方向沿斜面向上

(2)线框进入磁场前沿斜面向下做匀加速直线运动，设边刚进磁场时的速度为，由机械能守恒定律：

解得：

线框切割磁感线产生的感应电动势：

线框中的感应电流：

底边所受的安培力：安

由以上各式解得：

(3)由能量守恒得：

解得：