作业帮高中物理电磁与能量一题
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/16 01:37:02
高中物理电磁与能量一题
如图所示,位于竖直平面的正方形平面导线框abcd,边长为L=10cm,线框质量为m=0.1kg,电阻为R=0.5Ω,其下方有一匀强磁场区域,该区域上、下两边界间的距离为H（H>
L）,磁场的磁感应强度为B=5T,方向与线框平面垂直.今线框从距磁场上边界h=30cm处自由下落,已知线框的dc边进入磁场后,ab
边到达上边界之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值,问从线框开始下落到dc边刚刚到达磁场下边界的过程中,磁场作用于线框的安培力做的总功是多少?（g=10m/s2）
如图所示,位于竖直平面的正方形平面导线框abcd,边长为L=10cm,线框质量为m=0.1kg,电阻为R=0.5Ω,其下方有一匀强磁场区域,该区域上、下两边界间的距离为H（H>
L）,磁场的磁感应强度为B=5T,方向与线框平面垂直.今线框从距磁场上边界h=30cm处自由下落,已知线框的dc边进入磁场后,ab
边到达上边界之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值,问从线框开始下落到dc边刚刚到达磁场下边界的过程中,磁场作用于线框的安培力做的总功是多少?（g=10m/s2）
首先,如果安培力始终小于重力,则显然ab达到上边界时速度最大,与题意不符,那么必有一时刻,使安培力等于重力,这时加速度为0,速度不变并达到最大.
根据公式
U=BLv
I=U/R
G=F（此题中末状态重力=安培力）
F=BIL
所以有G=B^2*L^2*v/R
把
G=1N（线圈重力）
B=5T
L=0.1m
R=0.5Ω
代入
得到v=2m/s
这时物体的动能为 0.5mv^2=0.2J
又物体减少重力势能 mg（h+H）
那么安培力给物体作了 【H+0.1】（单位J,H是数值大小,无单位）的负功
再问： 最后三段是用动能定理吗？是选取哪个过程来列的?
再答： 是啊 就是初末状态比较 初状态 物体静止，落差0 末状态 物体匀速运动，落差h+H 先计算匀速运动的速度，就是v=2m/s 初末状态只有重力、安培力做功，重力做正功，安培力做负功 那么初末重力势能差就是动能与安培力做功之和 0.5mv^2+W安=mg（h+H） 将v=2，h=0.3，m=0.1带入就得到了W安=H+0.1
再问：
以上是这道题所给的解答，但总觉得不太妥
您怎么看 = =
再答： 啊啊啊，抱歉，末状态选错了，应该和解答中一样，在线圈全部进入后就不再有安培力，那么末状态是 【v=2m/s， 匀速运动，落差h+L】
带入 h，L 以后的确是解答正确。
对于之前犯的错误真的很抱歉
根据公式
U=BLv
I=U/R
G=F（此题中末状态重力=安培力）
F=BIL
所以有G=B^2*L^2*v/R
把
G=1N（线圈重力）
B=5T
L=0.1m
R=0.5Ω
代入
得到v=2m/s
这时物体的动能为 0.5mv^2=0.2J
又物体减少重力势能 mg（h+H）
那么安培力给物体作了 【H+0.1】（单位J,H是数值大小,无单位）的负功
再问： 最后三段是用动能定理吗？是选取哪个过程来列的?
再答： 是啊 就是初末状态比较 初状态 物体静止，落差0 末状态 物体匀速运动，落差h+H 先计算匀速运动的速度，就是v=2m/s 初末状态只有重力、安培力做功，重力做正功，安培力做负功 那么初末重力势能差就是动能与安培力做功之和 0.5mv^2+W安=mg（h+H） 将v=2，h=0.3，m=0.1带入就得到了W安=H+0.1
再问：
以上是这道题所给的解答，但总觉得不太妥您怎么看 = =
再答： 啊啊啊，抱歉，末状态选错了，应该和解答中一样，在线圈全部进入后就不再有安培力，那么末状态是 【v=2m/s， 匀速运动，落差h+L】
带入 h，L 以后的确是解答正确。
对于之前犯的错误真的很抱歉