如图所示，正方形闭合线圈边长为0.2m，质量为0.1kg，电阻为0.1Ω，在倾角为30°的斜面上的砝码质量为0.4kg，匀强磁场磁感应强度为0.5T，不计一切摩擦，砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时，

Question

如图所示，正方形闭合线圈边长为0.2m，质量为0.1kg，电阻为0.1Ω，在倾角为30°的斜面上的砝码质量为0.4kg，匀强磁场磁感应强度为0.5T，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10m/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

（1）设绳子的拉力为F，
对砝码：F=m₁gsin 30°=2N
对线框：F=m₂g+(B2l2v)/(R)
代入数据得：v=10m/s
（2）W=Fl=2×0.2J=0.4 J．
（3）由能量转化守恒定律得：
Q=W-m₂gl
=0.4 J-0.1×10×0.2 J
=0.2 J．
答：（1）线圈匀速上升的速度为10m/s；
（2）在线圈匀速进入磁场的过程中，砝码对线圈做了0.4J功；
（3）线圈进入磁场的过程中产生0.2J的焦耳热．