作业帮安培力 能量守恒定律
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/21 12:42:59
边长为L、质量为m的正方形线框，沿竖直方向穿过一个磁感应强度为B、高为L的匀强磁场。若线框穿过磁场的过程中做匀速运动，通过线框的电流为 。该线框穿过磁场的过程中，它所放出的热量为 。若线框从高H处自由下落，其下边进入匀强磁场后，线框开始做减速运动，直到其上边刚刚穿过磁场，速度减为下边刚进入磁场时速度的一半，则该线框穿过磁场过程中所发出的热量为 。
解题思路： 结合线圈的状态，分析线圈的受力情况，由平衡条件和能量守恒定律分析。
解题过程：
(1)若线框穿过磁场的过程中做匀速运动，线框所受安培力等于线框的重力，即：BIL＝mg
所以I＝mg/BL
线框通过磁场的过程中，损失的机械能转化为线框的热量，即Q=2mgh
(2)线框从高H处自由下落，其下边刚进入匀强磁场过程中减少的重力势能转化为线框的动能，即Ek1=mgH;上边刚刚穿过磁场，速度减为下边刚进入磁场时速度的一半,即末动能Ek2=mgH/4;
由能量守恒定律可知，系统损失的机械能转化为线框穿过磁场过程中产生的热量，Q=Ek1-Ek2=3mgh/4
最终答案：略
解题过程：
(1)若线框穿过磁场的过程中做匀速运动，线框所受安培力等于线框的重力，即：BIL＝mg
所以I＝mg/BL
线框通过磁场的过程中，损失的机械能转化为线框的热量，即Q=2mgh
(2)线框从高H处自由下落，其下边刚进入匀强磁场过程中减少的重力势能转化为线框的动能，即Ek1=mgH;上边刚刚穿过磁场，速度减为下边刚进入磁场时速度的一半,即末动能Ek2=mgH/4;
由能量守恒定律可知，系统损失的机械能转化为线框穿过磁场过程中产生的热量，Q=Ek1-Ek2=3mgh/4
最终答案：略