Question

【题目】如图所示，水平面aa'与bb'之间存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场。现有一质量为m，总电阻为R，边长为d的正方形金属线圈MNPQ，其初始位置MN边与bb'边界重合，线圈在竖直向上F=2mg外力作用下从静止开始竖直向上运动，当线圈QP边离开磁场时，撤去外力F，此后线圈继续运动，当线圈返回到磁场区域时，线圈刚好做匀速直线运动，已知线圈运动过程中所受阻力大小恒为f=0.2mg，水平面aa'与bb'间距也为d，重力加速度为g，求：

（1）线圈下落返回到磁场区域时的速度大小；

（2）线圈上升的最大高度；

（3）线圈从开始运动直到向下离开磁场，整个过程中产生的焦耳热。

Answer 1

【答案】（1）；（2）+2d；（3）3.2mgd-

【解析】

(1)磁场匀速向下

mg=FA+f

其中f=0.2mg，FA=BId，，E=Bdv2，求得

(2)向下

mg－f=ma2

求得

a2=0.8g

由2a2x=－0，求得

得

xm=x+2d=+2d

(3)向上

mg+f=ma1

2a1x=，求得

设向上过程的焦耳热为Q1，则

求得

设向下过程的焦耳热为Q2，则

Q=Q1+Q2=3.2mgd－