问题
计算题
如图所示，一个质量为m=0.016 kg、长为L=0.5 m、宽为d=0.1 m、电阻R=0.1 Ω的粗细均匀的矩形线框，从h1=5 m的高度由静止自由下落，然后进入匀强磁场，磁场的磁感应强度B=0.4 T，磁场方向与线框平面垂直，g=10m/s2。求：
（1）刚进入时线框的电流大小和方向；
（2）请通过计算判断，线框刚进入磁场时做什么运动？线框从刚进入磁场到完全进入磁场，产生多少热量？
（3）如果线框的下边ab通过磁场区域的时间t=0.15 s，求磁场区域的高度h2；
（4）请定性画出线框穿越磁场过程中电流随时间的变化关系（取顺时针为正）。
答案
解：（1）线框进入磁场时的速度为v1=
=10 m/s
产生的感应电动势为E=Bdv1=0.4V
感应电流I=
，方向：顺时针
（2）所受的安培力为F=BId=0.16N，G=mg=0.16N，故线框做匀速运动
Q=mgL=0.08J
（3）线圈全部进入磁场用的时间t1=
=0.05 s，所以由题意得：
v1(t－t1)+
g(t－t1)2=h2－L
代入数据解得h2=1.55 m
（4）