题目内容
【题目】如图所示,由粗细相同的导线制成的正方形线框边长为,每条边的电阻均为
,其中
边材料的密度较大,其质量为
,其余各边的质量均可忽略不计.线框可绕与
边重合的水平轴
自由转动,不计空气阻力及摩擦.若线框从水平位置由静止释放,经历时间
到达竖直位置,此时
边的速度为
,若线框始终处在方向竖直向下、磁感强度为
的匀强磁场中,重力加速度为
.求:
()线框在竖直位置时,
边两端的电压及其所受安培力的大小.
()这一过程中,线框中感应电动势的有效值.
()在这一过程中,通过线框导线横截面的电荷量.
【答案】()
(
)
;(
)
【解析】()线框运动到竖直位置时,
边切割磁感线产生感应电动势为:
线框中的电流为: ,
两端的电压为
,
边所受安培力为
()线框下落过程中机械能的减少等于线框中产生的焦耳热,所以有:
所以感应电流做功为,又因
,解得:
()对于线框的下摆过程,垂直磁场线框的面积变化为:
线框中的平均感应电动势为:
,通过导线横截面的电荷量为:
.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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