题目内容

【题目】如图所示,两水平线L1L2分别是水平向里的匀强磁场的边界,宽度为d,正方形线框abcd由均匀材料制成,其边长为L(L<d),质量为m,总电阻为R.将线框在磁场上方高h处由静止开始释放,已知线框从开始下落到完全进入磁场过程中通过线框的总电量为q,且ab边刚进入磁场时和刚穿出磁场时的速度相同,求:

(l)磁场的磁感应强度大小及ab边刚进入磁场时ab两端的电压;

(2)ab边刚进入磁场时线框加速度的大小和方向;

(3)整个线框进入磁场过程所需的时间.

【答案】(1) (2) 方向竖直向上 (3)

【解析】(1)线框在进入磁场的过程中,

q=t
得: ,所以B=
ab边进入磁场前,线框自由下落v02=2gh
ab边刚进入磁场时切割磁感线产生感应电动势E=BLv0
ab两端的电压为U=I=
(2)由题中条件可知,ab边进入磁场时和刚穿出磁场时的速度相同,而线框完全进入磁场后做加速度为g的匀加速直线运动,由此可判断ab边刚进入磁场时线框应做减速运动,故加速度方向竖直向上.
由牛顿第二定律可知,BIL-mg=ma
同时有 I=
所以
(3)设线框全部进入磁场的瞬间速度大小为v1,则:v02-v12=2g(d-L) (12)
线框在进入磁场的过程中,以向上为正方向:BIL-mg=ma
在极短时间t内,BIL-mg=m ,即 (BIL-mg)t=mv
对方程两边求和,∑(BIL-mg)t=∑mv,
化简得:BLq-mgt=m(v0-v1 (13)
将各量代入得: (14)

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网