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    (07年江苏卷)18.（16分）如图所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度B＝1T，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5m，现有一边长l=0.2m、质量m=0.1kg、电阻R＝0.1Ω的正方形线框MNOP以v0=7m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场，求

     

    （1）线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小Ｆ。

    （2）线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q。

    （3）线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n。

    答案：（1）2.8N；（2）；（3）可穿过4个完整条形磁场区域。

    解析：

    （1）线框MN边刚开始进入磁场区域时，感应电动势   

    感应电流         

    安培力     

    联立解得 

    （2）设线框竖直下落量，线框下落了H，速度为

     

    根据能量守恒定律有：  

     

    根据自由落体规律有：

    解得

     

    （3）解法一

    只有在线框进入和穿出条形磁场区域时，才产生感应电动势。线框部分进入磁场区域时，感应电动势    

    感应电流      

    安培力     

     

    解得    

     

    在时间内

    由动量定理得    

     

    求和    

     

    解得 

    穿过条形磁场区域人个数为

    解得

    可穿过4个完整条形磁场区域

        解法二

    线框穿过第1个条形磁场左边界过程中，平均感应电动势  

    平均感应电流             

    平均安培力            

    根据动量定理，

     

    解得

     

    同理线框穿过第1个条形磁场右边界过程中有

    所以线框穿过第1个条形磁场过程中有

    设线框能穿过n个条形磁场，则有

     

    可以穿过4个完整条形磁场区域

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