题目

(07年江苏卷)18.（16分）如图所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度B＝1T，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5m，现有一边长l=0.2m、质量m=0.1kg、电阻R＝0.1Ω的正方形线框MNOP以v0=7m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场，求 （1）线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小Ｆ。（2）线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q。（3）线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n。 答案：答案：（1）2.8N；（2）；（3）可穿过4个完整条形磁场区域。解析：（1）线框MN边刚开始进入磁场区域时，感应电动势    感应电流          安培力      联立解得  （2）设线框竖直下落量，线框下落了H，速度为 根据能量守恒定律有：    根据自由落体规律有：解得 （3）解法一只有在线框进入和穿出条形磁场区域时，才产生感应电动势。线框部分进入磁场区域时，感应电动势     感应电流       安培力       解得      在时间内由动量定理得      求和      解得  穿过条形磁场区域人个数为解得可穿过4个完整条形磁场区域    解法二线框穿过第1个条形磁场左边界过程中，平均感应电动势   平均感应电流              平均安培力             根据动量定理， 解得 同理线框穿过第1个条形磁场右边界过程中有所以线框穿过第1个条形磁场过程中有设线框能穿过n个条形磁场，则有 可以穿过4个完整条形磁场区域

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