Question

【题目】如图所示，正方形线框边长为a，电阻为，匀强磁场磁感应强度为B，宽度为b，线框以速度v匀速通过磁场区域.

（1）若，当线框第一根边进入磁场中时______，______，为维持其匀速运动所需外力______，外力的功率_______；当第二根边也进入磁场后线圈中感应电流______，把线框拉过磁场过程中外力做的功_______，把线框拉进磁场过程中，通过导体横截面的电荷量_______，线框产生的热量为_________.

（2）若，把线框拉过磁场过程中，外力做功_______.

Answer 1

【答案】 0

【解析】

(1)[1]正方形线框进入磁场的过程，等效为右边切割磁感线产生动生电动势，其切割磁感线的有效长度为a，则电动势大小为：

[2]由闭合电路的欧姆定律有：

[3]为维持其匀速运动所需外力大小等于右边在磁场中所受安培力

[4]外力的功率为：

因线框匀速运动，有，则

[5]当第二根边也进入磁场后, 因，则线框全部处于磁场中，磁通量不变，则不会产生感应电流，

[6]把线框匀速拉过磁场过程分为进磁场和出磁场两个过程，位移都为a，则所做的功为：

[7]把线框匀速拉进磁场过程中，由：

联立可得：

[8]线框匀速拉进磁场过程，线框产生的电流为恒定电流，则

而，

则可得：

(2)[9]若，把线框匀速拉过磁场过程,进出磁场的位移为

b+b=2b

则外力做的功为：