题目内容
【题目】如图所示,两条光滑的绝缘导轨,导轨的水平部分与圆弧部分平滑连接,两导轨间距为L,导轨的水平部分有n段相同的匀强磁场区域(图中的虚线范同),磁场方向竖直向上,磁场的磁感应强度为B,磁场的宽度为s,相邻磁场区域的间距也为s,大于L,磁场左、右两边界均与导轨垂直,现有一质量为m,电阻为r,边长为L的正方形金属框,由圆弧导轨上某高度处静止释放,金属框滑上水平导轨,在水平导轨上滑行一段时间进入磁场区域,最终线框恰好完全通过n段磁场区域,地球表面处的重力加速度为g,感应电流的磁场可以忽略不计,求:
(1)金属框进入第1段磁场区域的过程中,通过线框某一横截面的感应电量及金属框完全通过n段磁场区城的过程中安培力对线框的总冲量的大小?
(2)金属框完全进入第k(k<n)段磁场区域前的瞬间,金属框速度的大小;
【答案】(1);(2);
【解析】(1)设金属框在进入第一段匀强磁场区域前的速度为,金属框在进入第一段匀强磁场区域的过程中,线框中产生平均感应电动势为
平均电流为:,
设线框经过每一段磁场区域的过程中安培力冲量大小为I
则
整个过程累计得到:
(2)金属框穿过第个磁场区域后,由动量定理得到:
金属框完全进入第k个磁场区域的过程中,由动量定理得到:
解得:
练习册系列答案
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