如图所示,质量为m、边长为L的正方形闭合线圈从有理想边界的水平匀强磁场上方h高处由静止起下落,磁场区域的边界水平,磁感应强度大小为B.线圈的电阻为R,线圈平面始终在竖直

◎ 题目

如图所示,质量为m、边长为L的正方形闭合线圈从有理想边界的水平匀强磁场上方h高处由静止起下落,磁场区域的边界水平,磁感应强度大小为B.线圈的电阻为R,线圈平面始终在竖直面内并与磁场方向垂直,ab边始终保持水平.若线圈一半进入磁场时恰开始做匀速运动,重力加速度为g.求:

(1)线圈一半进入磁场时匀速运动的速度v.
(2)从静止起到达到匀速运动的过程中,线圈中产生的焦耳热Q
(3)从线圈cd边进入磁场到开始做匀速运动所经历的时间t

◎ 答案

(1)(2)(3)

◎ 解析


试题分析:(1)线圈匀速运动时,受到的重力和安培力平衡    
    (1分)
     (2分)
得:   (2分)
(2)线圈从开始下落到匀速运动过程中,由能量守恒定律
          (2分)
得:     (2分)
(3)设线圈进入磁场过程中的加速度为a
        (2分)

线圈进入磁场过程中,设极短时间内的速度变化为
             
又 
                (2分)

其中               (1分)
           (2分)
点评:本题难度较大,线圈进入磁场时匀速运动,说明重力和安培力大小相等,在穿出磁场过程中线圈减小的重力势能转化为动能和焦耳热

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,质量为m、边长为L的正方形闭合线圈从有理想边界的水平匀强磁场上方h高处由静止起下落,磁场区域的边界水平,磁感应强度大小为B.线圈的电阻为R,线圈平面始终在竖直…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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。

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