高中物理一个高度为L的矩形线框无初速度从高出下落,下落过程中框保
一个高度为L的矩形线框无初速度从高出下落,下落过程中框保持平向下平动。在线框的下方,有一个匀强磁场区,高度为2L,磁场方向如图。线框下落后,刚好能匀速进入磁场区。 为什么上边框刚要出磁场时的速度不会小于线框进入磁场时的速度??
线框进入磁场的过程中,磁通量改变产生感应电流,线框受方向向上的安培力的作用,安培力大小为F=IBL=(B^2L^2v)/R,与速度大小成正比,所以线框做加速度逐渐减小的加速运动 线框下落后,刚好能匀速进入磁场区,说明上边框进入磁场区的瞬间安培力恰好与重力大小相等,方向相反,设此时线框速度为V 线框在磁场区域中没有磁通量的变化,做匀加速运动,所以下边框将要出磁场时所受的安培力大于重力,做减速运动 1.若线框速度能减小到V,则之后的运动中安培力始终与重力平衡,线框做速度为V的匀速直线运动,此时上边框刚要出磁场时的速度等于线框进入磁场时的速度 2.若线框速度不能减小到V,则速度一定大于V,此时上边框刚要出磁场时的速度大于线框进入磁场时的速度 综合1,2得上边框刚要出磁场时的速度不会小于线框进入磁场时的速度