问题 问答题

平面始终处于纸面内,g取10m/s2。求:

(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;

(2)线框从开始运动到最高点所用的时间;

(3)线框落地时的速度的大小。

答案

(1)(2)0.9s(3)

(1)设线框到达磁场边界时速度大小为v,由机械能守恒定律可得

    ①   (2分)

代入数据解得

      ②   (1分)

线框的ab边刚进入磁场时,感应电流

     ③ (2分)

线框恰好做匀速运动,有

      ④(2分)

代入数据解得

      ⑤ (1分)

(2)设线框进入磁场之前运动时间为,有

       ⑥ (2分)

代入数据解得

       ⑦(1分)

线框进入磁场过程做匀速运动,所用时间

         ⑧ (1分)

此后轻绳拉力消失,线框做竖直上抛运动,到最高点时所用时间

       ⑨(1分)

线框从开始运动到最高点,所用时间

   ⑩(1分)

(3)线框从最高点下落到磁场边界时速度大小不变,线框所受安培力大小也不变,即

     11   (2分)

(用文字说明或列出方程式均可给分)

因此,线框穿出磁场过程还是做匀速运动,离开磁场后做竖直下抛运动,

由机械能守恒定律可得

  12 (2分)

代入数据解得线框落地时的速度

    13 (2分)

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