题目内容

(2011年绍兴一中高三质量检测)如图所示,用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ,线框每一边的电阻都相等.将线框置于光滑绝缘的水平面上.在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场,磁场边界间的距离为2l,磁感应强度为B.在垂直MN边的水平拉力作用下,线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场.在运动过程中线框平面水平,且MN边与磁场的边界平行.求:

(1)线框MN边刚进入磁场时,线框中感应电流的大小;
(2)线框MN边刚进入磁场时,MN两点间的电压UMN
(3)在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中,水平拉力对线框所做的功W.
:见解析
(1)线框MN边在磁场中运动时,感应电动势EBlv
线框中的感应电流I==.
(2)MN两点间的电压UMNEBlv.
(3)只有MN边在磁场中时,线框运动的时间t
此过程线框中产生的焦耳热Q1I2Rt
只有PQ边在磁场中运动时线框中产生的焦耳热Q2
根据能量守恒定律得水平外力做的功WQ1Q2=.
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