Question

【題目】如圖所示，空間等間距分布著水平方向的3個條形勻強磁場，豎直方向磁場區域足夠長，磁感應強度B＝1T，每一條形磁場區域的寬度及相鄰條形磁場區域的間距均為d=0.5m，現有一邊長l=0.1m、質量m=0.02kg、電阻R＝0.1Ω的單匝正方形線框MNOP，在水平恒力F=0.3N的作用下由靜止開始從左側磁場邊緣水平進入磁場，在穿出第3個磁場區域過程中水平方向做勻速運動，取g=10m/s2。求：

（1）線框在穿出第3個磁場區域時的水平分速度；

（2）線框從開始進入磁場到完全穿出第3個磁場區域所用的時間；

（3）線框完全穿出第3個磁場區域時的速度。

Answer 1

【答案】(1) 3m/s(2) 0.4s(3) 5m/s，與豎直方向夾角37°

【解析】（1）線框穿出第3個磁場區域時水平合力為零，即，

其中感應電流，，解得；

（2）設線框從開始進入磁場到完全穿出第3個磁場區域的時間為t，由水平方向動量定理有，其中

解得t=0.4s

（3）豎直分速度，合速度；

設速度與豎直方向夾角為θ，則，即