解题思路:(1)由题,刚入匀强磁场时,线框正好作匀速运动,重力与安培力平衡.由速度位移公式求出线框进入磁场时的速度,推导出安培力的表达式,由平衡条件求出磁感应强度;(2)线框完全进入磁场后,磁通量不变,没有感应电流产生,线框不受安培力作用,只受重力,做匀加速直线运动,由位移公式求出线框完全进入后通过的位移大小,再求出磁场区域的高度h2.
(1)线框做自由落体运动过程,则有v=
2gh=10m/s.、
线框刚进入磁场时,E=BLv,I=[E/R],F=BIL,则得到安培力F=
B2L2v
R
由平衡条件得,mg=F
代入得,B=
mgR
vd2=0.4T
(2)线框进入磁场匀速运动的时间为t1=[L/v]=0.05s
完全进入磁场匀加速运动的时间为t2=△t-t1=0.1s
匀加速运动通过的位移 x=vt2+[1/2g
t22]=1.05m
∴h2=L+x=1.55m
答:
(1)磁场的磁感应强度为0.4T;
(2)如果线框下边通过磁场所经历的时间为△t=0.15s,磁场区域的高度h2=1.55m.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;匀变速直线运动的位移与时间的关系;自由落体运动.
考点点评: 本题电磁感应中力学问题,分析物体的受力情况和运动情况是基础,还要选择恰当的规律进行求解.