Question

【題目】(12分)如圖足夠長的光滑斜面與水平面的夾角為=30o，空間中自上而下依次分布著垂直斜面向下的勻強磁場區(qū)域I、Ⅱ、Ⅲ，相鄰兩個磁場的間距均為d=0.5m。一邊長L=0.1m、質(zhì)量m=0.5kg、電阻R=0.3的正方形導(dǎo)線框放在斜面的頂端，導(dǎo)線框的下邊距離磁場I的上邊界為do=0.9m。將導(dǎo)線框由靜止釋放，導(dǎo)線框勻速穿過每個磁場區(qū)域。已知重力加速度g=10m／s2，求：

(1)導(dǎo)線框進入磁場I時的速度；

(2)磁場I的磁感應(yīng)強度Bt；

(3)導(dǎo)線框穿過全部磁場區(qū)域過程中產(chǎn)生的總焦耳熱。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

試題分析：（1）線框進入磁場I之前，只有重力做功，根據(jù)動能定理有

帶入數(shù)據(jù)計算得

（2）線框進入磁場I的過程，下邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢

根據(jù)閉合回路歐姆定律，線框中的感應(yīng)電流

線框下邊所受到安培力

線框勻速穿過磁場區(qū)域，

整理得

（3）線框勻速穿過磁場區(qū)域，克服安培力做功，重力勢能轉(zhuǎn)化為焦耳熱，那么每穿過一次磁場區(qū)域，產(chǎn)生的焦耳熱

穿過全部磁場區(qū)域產(chǎn)生的焦耳熱為