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如图所示,一质量为m=0.016kg、长L=0.5m、宽d=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线圈,从h1=5m的高处由静止开始下落,然后进入匀强磁场,当下边进入磁场时,由于磁场力的作用,线圈正好作匀速运动。

(1)求匀强磁场的磁感应强度B

(2)如果线圈的下边通过磁场所经历的时间t=0.15s,求磁场区

域的高度h2.

(3)求线圈的下边刚离开磁场的瞬间,线圈的加速度的大小和方向。

(4)从线圈的下边进入磁场开始到线圈下边离开磁场的时间内,在线圈中产生的焦耳热是多少?

 

答案

(1)B=0.4T  (2) (3)  ,方向向上(4)Q=mgL=0.08J

解析:(1)设线圈刚进入磁场时的速度为v0,则据机械能守恒定律可得:

  (2分)

根据平衡条件可得(2分) ,解得B=0.4T   (1分)

(2)因为线圈的下边进入磁场后先做匀速运动,用时t0=0.05s,   (1分)

所以线圈做加速运动的时间t1=0.1s, (2分)

(3) 线圈的下边刚离开磁场的瞬间的速度V=v0+gt1=11m/s;   (2分)

线圈的加速度的大小  ,方向向上。(3分)

(4)Q=mgL=0.08J     (3分)

 

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