如图所示,矩形线框质量m=0.016kg,线框宽d=0.10m,高L=0.50m,线框电阻R=1.0Ω.线框从h1=5.
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解题思路:(1)线框进入匀强磁场区域后恰好匀速运动,重力与安培力平衡,推导出安培力表达式,由平衡条件求出B.

(2)线框下边刚进入磁场时线框做匀速直线运动,通过位移为L=0.50m.当线框完全进入磁场后不产生感应电流,不受安培力,只受重力,做匀加速直线运动,加速度为g,根据运动学公式求出下落的位移,再求解总位移大小,即等于磁场高度h2

(1)刚进入磁场时,线框的速度v=

2gh=10 m/s

产生的感应电动势E=Bdv

受到的安培力F=BId=

B2d2v

R

由于线框匀速运动,由平衡条件得mg=F,

代入解得解得 B=0.4T

(2)线框匀速下落l用时t1=[L/v]=0.05 s,

线框完全进入运动时间t2=△t-t1=0.1s,做初速度为v,加速度为g的匀加速运动,运动的位移

s=vt2+[1/2]gt22=1.05 m,

则磁场区域的高度h2=s+l=1.55 m.

故答案为:0.4T;1.55 m.

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;共点力平衡的条件及其应用.

考点点评: 本题是电磁感应与力学知识的综合,基础是分析物体的受力情况和运动情况,其中安培力是联系电磁学与力学的桥梁.