平面始终处于纸面内，g取10m／s2。求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）线框从开始运动到最高点所用的时间；（3）线框落地时的速度的大小。

Question

平面始终处于纸面内，g取10m／s ² 。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）线框从开始运动到最高点所用的时间；
（3）线框落地时的速度的大小。

Answer 1

（1） （2）0.9s(3)

（1）设线框到达磁场边界时速度大小为v，由机械能守恒定律可得
    ①   （2分）
代入数据解得
      ②   （1分）
线框的ab边刚进入磁场时，感应电流
     ③ （2分）
线框恰好做匀速运动，有
      ④（2分）
代入数据解得
      ⑤ （1分）
（2）设线框进入磁场之前运动时间为 ，有
       ⑥ （2分）
代入数据解得
       ⑦（1分）
线框进入磁场过程做匀速运动，所用时间
         ⑧ （1分）
此后轻绳拉力消失，线框做竖直上抛运动，到最高点时所用时间
       ⑨（1分）
线框从开始运动到最高点，所用时间
   ⑩（1分）
（3）线框从最高点下落到磁场边界时速度大小不变，线框所受安培力大小也不变，即
     11   （2分）
（用文字说明或列出方程式均可给分）
因此，线框穿出磁场过程还是做匀速运动，离开磁场后做竖直下抛运动，
由机械能守恒定律可得
  12 （2分）
代入数据解得线框落地时的速度
    13 （2分）