题目内容
如图,在水平地面MN上方空间存在一垂直纸面向里、磁感应强度B ="1.0T的有界匀强磁场区域,上边界EF距离地面的高度H" =" 0.7m。正方形金属线框abcd的质量m" = 0.1kg、边长L = 0.1m,总电阻R =" 0.02Ω,线框的ab边距离EF上方h" = 0.2m处由静止开始自由下落,abcd始终在竖直平面内且ab保持水平。求线框从开始运动到ab边刚要落地的过程中(g取10m/s2):
⑴线框产生的焦耳热Q;
⑵通过线框截面的电量q;
⑶通过计算画出线框运动的v-t 图象。
⑴线框产生的焦耳热Q;
⑵通过线框截面的电量q;
⑶通过计算画出线框运动的v-t 图象。
(1)0.1J;(2)0.5C;(3)v-t 图象如图所示。
试题分析:⑴由运动学公式得,当线圈ab边进入磁场时,
线圈的一边切割磁感线,产生的电动势E = BLv1 = 0.2V;
安培力F =" BLI" = BL= 1N;
可见,线圈cd边进入磁场前F = G,线圈做匀速运动,由能量关系可知焦耳热Q =" mgL=" 0.1J。
⑵ab切割磁感线产生的电动势为E = BLv1
电流是;
通过a点电量C;
⑶由解⑴可知,线圈自由落下的时间
在磁场内匀速v=v1时间
完全进入磁场后到落地运动时间为t3, , 图象如右。
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