Question

【题目】如图所示，正方形闭合线圈边长为0.2 m，质量为0.1 kg，电阻为0.1 Ω，在倾角为30°的斜面上的砝码质量为0.4 kg，匀强磁场磁感应强度为0.5 T，不计一切摩擦，砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时，它恰好做匀速运动．(g取10 m/s2)

（1）求线圈匀速上升的速度；
（2）在线圈匀速进入磁场的过程中，砝码对线圈做了多少功？
（3）线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热？

Answer 1

【答案】
（1）

设绳子的拉力为F，对砝码F＝m1gsin 30°＝2 N；对线框F＝m2g＋F安，

又 ，代入数据得：v＝10 m/s；

（2）

砝码对线圈做的功W＝Fl＝2×0.2 J＝0.4 J；

（3）

由能量转化与守恒定律得：Q＝W－m2gl＝0.4 J－0.1×10×0.2 J＝0.2 J。

【解析】匀速时满足F＝m2g＋F安 ， 电磁感应中回路产生的热量等于安培力所做的功。