题目

如图所示，水平的平行虚线间距为d，其间有磁感应强度为B的匀强磁场。一个长方形线圈的边长分别为L1、L2，且L2＜d，线圈质量m，电阻为R。现将线圈由静止释放，测得当线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h时，其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等。求： （1）线圈刚进入磁场时的感应电流的大小； （2）线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场（图中两虚线框所示位置）的过程做何种运动，求出该过程最小速度v； （3）线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热Q总。 答案：解： ⑴,，                      …………（2分） ，                        ……（2分） ⑵先做加速度减小的减速运动，后做加速度为g的匀加速运动   …(2分) 3位置时线圈速度最小，而3到4线圈是自由落体运动因此有，得           ……（2分） (3)由于线圈完全处于磁场中时不产生电热，线圈进入磁场过程中产生的电热Q就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热，而2、4位置动能相同。 由能量守恒Q=mgd                                      ……（2分） 由对称性可知：Q总=2Q=2mgd                            …… (2分)

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