题目内容

【题目】正方形金属线框abcd,每边长=0.1m,总质量m=0.1kg,回路总电阻R=0.02Ω,用细线吊住,线的另一端跨过两个定滑轮,挂着一个质量为M=0.14kg的砝码。线框上方为一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场区,如图,线框abcd在砝码M的牵引下做加速运动,当线框上边ab进入磁场后立即做匀速运动。接着线框全部进入磁场后又做加速运动(g=10m/s2)。问:

1)线框匀速上升的速度多大?此时磁场对线框的作用力多大?

2)线框匀速上升过程中,重物M的重力做功多少?其中有多少转变为电能?

【答案】1 2

【解析】(1)当线框上边ab进入磁场,线圈中产生感应电流I,由楞次定律可知产生阻碍

运动的安培力为F=BIl

由于线框匀速运动,线框受力平衡,F+mg=Mg

联立求解,得I=8A

由欧姆定律可得,E=IR=0.16V

由公式E=Blv

可求出v=3.2m/s

F=BIl=0.4N

(2)重物M下降做的功为W=Mgl=0.14J

由能量守恒可得产生的电能为

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