Question

【題目】如圖所示，正方形閉合線圈邊長為0.2m，質量為0.1kg，電阻為0.1Ω，在傾角為30°的斜面上的砝碼質量為0.4kg，勻強磁場磁感應強度為0.5T，不計一切摩擦，砝碼沿斜面下滑線圈開始進入磁場時，它恰好做勻速運動．（g取10m/s2）

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

Answer 1

【答案】
（1）解：設繩子的拉力為F，

對砝碼：F=m1gsin 30°=2N

對線框：F=m2g+

代入數據得：v=10m/s

（2）解：W=Fl=2×0.2J=0.4 J．

（3）解：由能量轉化守恒定律得：

Q=W﹣m2gl

=0.4 J﹣0.1×10×0.2 J

=0.2 J．

【解析】線圈進入磁場后收到重力、拉力與安培力作用而做勻速直線運動，由平衡條件可以求出線圈的速度．
【考點精析】通過靈活運用電磁感應現象和能量守恒定律，掌握電磁感應現象的實質是產生感應電動勢，如果回路閉合，則有感應電流，回路不閉合，則只有感應電動勢而無感應電流；能量守恒定律：能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移過程中，能量的總量保持不變即可以解答此題．