Question

如圖所示，空間等間距分布著水平方向的條形勻強(qiáng)磁場，豎直方向磁場區(qū)域足夠長，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T，每一條形磁場區(qū)域的寬度及相鄰條形磁場區(qū)域的間距均為d＝0.5 m，現(xiàn)有一邊長l＝0.2 m、質(zhì)量m＝0.1 kg、電阻R＝0.1 Ω的正方形線框MNOP以v₀＝7 m/s的初速從左側(cè)磁場邊緣水平進(jìn)入磁場，求：

線框MN邊剛進(jìn)入磁場時受到安培力的大小F；

線框從開始進(jìn)入磁場到豎直下落的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q；

線框能穿過的完整條形磁場區(qū)域的個數(shù)n

 

 

Answer 1

【小題1】

【小題2】2.45J

【小題3】4.4

解析:

【小題1】線框MN邊剛進(jìn)入磁場時有：

             

【小題2】⑵設(shè)線框豎直下落H時，速度為v_H

     由能量守恒得：

     自由落體規(guī)律：

      解得：

【小題3】只有在線框進(jìn)入和穿出條形磁場區(qū)域時，才產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，線框部分進(jìn)入磁場區(qū)域x時有：

      在t→Δt時間內(nèi)，由動量定理：－FΔt＝mΔv

       求和：

        解得：

        穿過條形磁場區(qū)域的個數(shù)為：

        可穿過4個完整條形磁場區(qū)域