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电磁感应现象中的切割类问题
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如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，线框向上离开磁场时的速度刚好是进入
网友投稿 2023-04-19 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场，整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f，且线框不发生转动．求：
（1）线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度v
2
；
（2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v
1
；
（3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q．
◎ 答案
（1）线框在下落阶段匀速进入磁场瞬间有
mg=f+
B
2
a
2
v
2
R
，解得v
2
=
(mg-f)R
B
2
a
2
线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度v
2
=
(mg-f)R
B
2
a
2
（2）由动能定理，线框从离开磁场至上升到最高点的过程
0-（mg+f）h=0-
1
2
mv
1
2
①
线圈从最高点落至进入磁场瞬间：
（mg-f）h=
1
2
mv
2
2
②
由①②得v
1
=
mg+f
mg-f
v
2
=
(mg)
2
-
f
2
R
B
2
a
2
线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v
1
=
(mg)
2
-
f
2
R
B
2
a
2
（3）线框在向上通过磁场过程中，由能量守恒定律有：
1
2
mv
0
2
-
1
2
mv
1
2
=Q+（mg+f）（a+b）而v
0
=2v
1
Q=
3
2
m[(mg
)
2
-
f
2
]
R
2
B
4
a
4
-(mg+f)(a+b)
线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q=
3
2
m[
(mg)
2
-
f
2
]
R
2
B
4
a
4
-(mg+f)(a+b)
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，线框向上离开磁场时的速度刚好是进入…”主要考查了你对 【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/453937.html
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