Question

【題目】如圖所示，正方形閉合線圈邊長(zhǎng)為0.2 m，質(zhì)量為0.1 kg，電阻為0.1 Ω，在傾角為30°的斜面上的砝碼質(zhì)量為0.4 kg，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 T，不計(jì)一切摩擦，砝碼沿斜面下滑線圈開始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，它恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．(g取10 m/s2)

（1）求線圈勻速上升的速度；
（2）在線圈勻速進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，砝碼對(duì)線圈做了多少功？
（3）線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生多少焦耳熱？

Answer 1

【答案】
（1）

設(shè)繩子的拉力為F，對(duì)砝碼F＝m1gsin 30°＝2 N；對(duì)線框F＝m2g＋F安，

又 ，代入數(shù)據(jù)得：v＝10 m/s；

（2）

砝碼對(duì)線圈做的功W＝Fl＝2×0.2 J＝0.4 J；

（3）

由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律得：Q＝W－m2gl＝0.4 J－0.1×10×0.2 J＝0.2 J。

【解析】勻速時(shí)滿足F＝m2g＋F安 ， 電磁感應(yīng)中回路產(chǎn)生的熱量等于安培力所做的功。