(20分)如图所示,在距离水平地面 的虚线的上方有一个方向垂直于纸面水平向里的匀强磁场,磁感应强度 B

(20分)如图所示,在距离水平地面 的虚线的上方有一个方向垂直于纸面水平向里的匀强磁场,磁感应强度 B =1T。正方形线框 的边长 =0.2m、质量 m =0.1kg,R=0.08Ω,物体 A 的质量 M =0.2kg。开始时线框的 边在地面上,各段绳都处于伸直状态,从如图所示的位置将 A 从静止释放。一段时间后线框进入磁场运动。当线框的 边进入磁场时物体 A 恰好落地,此时轻绳与物体 A 分离,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, g 取10m/s 2 。求: (1)线框从开始运动到最高点所用的时间;(2)线框落地时的速度大小;(3)线框进入和离开磁场的整个过程中线框产生的热量。

见解析

(1)设线框 边到达磁场边界时速度大小为 ,由机械能守恒定律可得
                                                          
代入数据解得:                                                                              
线框的ab边刚进入磁场时,感应电流                                                
线框受到的安培力                                                        
                                                                                
线框匀速进入磁场。设线框进入磁场之前运动时间为 ,有
                                                                                                  
代入数据解得:
线框进入磁场过程做匀速运动,所用时间:                               
此后细绳绳拉力消失,线框做竖直上抛运动,到最高点时所用时间
                                                                                               
线框从开始运动到最高点,所用时间:                          
(2)线框 边下落到磁场边界时速度大小还等于 ,线框所受安培力大小 也不变,又因 ,因此,线
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答