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
与
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,
与
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:
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(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】(1)0.2g(2)
(3)![]()
【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:
![]()
(3)ab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
到ab边到达
时间为t,对线框cd边到达
到ab边到达
全过程,根据动量定理:
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解得: ![]()
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