如圖，兩條水平虛線之間有垂直於紙面向裏，寬度為d=50cm，磁感應強度為B=1.0T的勻強磁場．邊長為l=10...

問題詳情：

如圖，兩條水平虛線之間有垂直於紙面向裏，寬度為d=50cm，磁感應強度為B=1.0T的勻強磁場．邊長為l=10cm的正方形線圈，質量為m=100g，電阻為R=0.020Ω．線圈下邊緣到磁場上邊界的距離為h=80cm．將線圈由靜止釋放，已知其下邊緣剛進入磁場和剛穿出磁場時刻的速度相同．取g=10m/s2．求：

⑴線圈進入磁場的過程中產生的電熱Q．

⑵線圈下邊緣穿越磁場的過程中，線圈的最小速度v．

【回答】

⑴在線圈下邊緣剛進入磁場到剛穿出磁場過程中用能量守恆定律，重力勢能的減小轉化為

    電能，又轉化為電熱，因此Q=mgd=0.50J       

    ⑵設線圈自由下落階段的末速度，即線圈下邊緣到達磁場上邊界時的瞬時速度大小是v0，

       則v02=2gh，v0=4.0m/s                         

      線圈上邊緣到達磁場上邊界時線圈速度一定最小，在線圈進入磁場過程中用動能定理：

     mgL-W=mv2/2-mv02/2                                

     而克服安培力做的功W就等於增加的電能也等於產生的電熱Q

     因此得v=2m/s                             

     （或由全部進入到下邊緣到達磁場下邊界的自由落體運動，v02-v2=2g（d-l）求v．）

知識點：專題八 電磁感應

題型：綜合題