问题
问答题
如图所示，线圈abcd每边长l=0.20m，线圈质量m1=0.10kg、电阻R=0.10Ω，砝码质量m2=0.14kg．线圈上方的匀强磁场磁感强度B=0.5T，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为h=l=0.20m．砝码从某一位置下降，使ab边进入磁场开始做匀速运动．求：
（1）线圈做匀速运动的速度．
（2）从ab进入磁场到线圈穿出磁场过程中产生的热量．
答案
（1）线框进入磁场过程中，受到安培力方向向下，大小为：F=BIL，I=
，所以：F=BLv R B2L2v R
设绳子上拉力为FT，根据平衡条件有：FT=m1g+F，FT=m2g
所以：v=
=4m/s．(m2-m1) gR B2L2
故线圈做匀速运动的速度为v=4m/s．
（2）当ab边出磁场时，cd边开始进入，因此整个过程中线框一直匀速运动，故有：
Q=
t ①E2 R
t=
②L+h v
E=BLv ③
联立①②③解得Q=0.16J．
故从ab进入磁场到线圈穿出磁场过程中产生的热量为Q=0.16J．
答：（1）线圈做匀速运动的速度为v=4m/s．
（2）从ab进入磁场到线圈穿出磁场过程中产生的热量是0.16J．