一道高中物理电磁感应题.

来源：学生作业帮编辑：拍题作业网作业帮分类：物理作业时间：2024/04/28 18:56:28

一道高中物理电磁感应题.
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.
第三问,它给的解法是：
线框穿过第1个条形磁场左边界过程中,平均感应电动势 E=Bl^2/t
平均感应电流 I=E/R
平均安培力 F=BIl
根据动量定理,-Ft=mv1-mv0
解得-b^2*l^3/R=mv1-mv0
同理线框穿过第1个条形磁场右边界过程中有
-b^2*l^3/R=mv2-mv1
所以线框穿过第1个条形磁场过程中有-2b^2*l^3/R=mv2-mv0
设线框能穿过n个条形磁场,则有-2nb^2*l^3/R=0-mv0
n约等于4.4
可以穿过4个完整条形磁场区域
那么想问一下,为什么不能用动能定理做?如果可以,怎么列式?
为什么有焦耳热不能用动能定理呢。
第二小题算焦耳热Q的时候答案也是用了动能定理啊。

我想你看答案也知道怎么做的,只不过你不清楚他为什么要用那种方法.告诉你,答案是对的,用动能定理不是不能解,是非常麻烦,考虑要非常缜密才有可能成功,我不做尝试.
什么是动能定理?简单说来,外力做的功等于动能的变化量.如果你能清晰的明白这一点,就知道第二部中,之所以能过运用动能定理,是因为“从开始进入磁场到竖直下落”.我们知道,竖直下落就意味着,只有竖直向下的速度而没有水平速度,而一开始的水平动能是被安培力做功消耗掉的,所以初状态的水平动能有,末状态的水平动能为0,所以动能定理的始末状态都有,当然可以用.如果第二步你会做,重新看会发现,这一步是在研究水平运动的一个过程,并没有真正涉及到竖直运动.
而第三步就不同,他要你把这个过程完全理解,才能求出经过的磁场区域,你必须知道,此时的竖直方向的速度,以及从一开始到现在的竖直位移,即重力做的功也要算在内,要不式子怎么列呢?又有一个问题是,你既然不知道他会经过几个磁场,在求解的时候就必须设,要不怎么求安培力能做多少功?既然要设你又怎么知道他刚好是经过整数的磁场还是几点几个磁场?
综上,你善于思考多种解法是对的,如果你发现别的解法难解的话,试着去了解这种解法应该针对的问题和他应该符合的条件,是否是最简? 这样有助于你的学习.

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