题目内容

如图所示,在距离水平地面h=0.8 m的虚线的上方有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场.正方形线框abcd的边长l=0.2 m,质量m=0.1 kg,电阻R=0.08 Ω.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连线框,另一端连一质量M=0.2 kg的物体A.开始时线框的cd边在地面上,各段绳都处于伸直状态,从如图所示的位置由静止释放物体A,一段时间后线框进入磁场运动,已知线框的ab边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动.当线框的cd边进入磁场时物体A恰好落地,同时将轻绳剪断,线框继续上升一段时间后开始下落,最后落至地面.整个过程线框没有转动,线框平面始终处于纸面内,g取10 m/s2.求:

(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;

(2)线框从开始运动到最高点所用的时间;

(3)线框落地时的速度的大小.

答案:
解析:

  

  

  

  此后轻绳拉力消失,线框做竖直上抛运动,到最高点时所用时间

  

  (3)线框从最高点下落到磁场边界时速度大小不变,线框所受安培力大小也不变,即

  

  因此,线框穿出磁场过程还是做匀速运动,离开磁场后做竖直下抛运动,

  由机械能守恒定律可得

  


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