如图所示，上、下边界均水平的区域宽为L=0.1m，内有磁感应强度大小为B=10T，方向水平向内的匀强磁场．一边...

问题详情：

如图所示，上、下边界均水平的区域宽为L=0.1m，内有磁感应强度大小为B=10T，方向水平向内的匀强磁场．一边长也为L，质量为m=0.1kg，电阻为R=1Ω的匀质正方形线框，通过滑轮装置与另一质量为M=0.14kg的物体连接．线框从磁场下方h处静止释放，当线框cd边进入磁场一段时间后（cd边仍在磁场中），开始匀速运动经过磁场区域．从线框进入磁场到其恰达到匀速时，流过线框横截面的电荷量q=0.04C，线框中产生的热量Q=0.032J．已知线框上升途中线框平面始终与磁场方向垂直，ab边始终与边界平行，不计运动过程中受到的空气阻力，g=10m/s2．求：

（1）线框匀速运动时的速度v；

（2）线框匀速运动的时间t；

（3）线框释放处cd边距离磁场下边界的高度h．

【回答】

解：（1）线框匀速运动时，

感应电动势：E=BLv，

线框受到的安培力：F=BIL=，

由平衡条件得：

对线框：T=F+mg，

对物体：T=Mg，

代入数据解得：v=0.4m/s；

（2）从线框进入磁场到线框匀速运动过程，

感应电动势： ===，感应电流： =，

电荷量：q=△t=，代入数据解得：x=0.04m，

线框一直匀速到ab边离开磁场，匀速运动时间：

t===0.4s；

（3）对线框与物体组成的系统，由能量守恒定律得：

Mg（h+x）=mg（h+x）+（M+m）v2+Q，代入数据解得：h=0.088m；

答：（1）线框匀速运动时的速度v为0.4m/s；

（2）线框匀速运动的时间t为0.4s；

（3）线框释放处cd边距离磁场下边界的高度h为0.088m．

知识点：专题六 电场和磁场

题型：计算题