题目内容
【题目】如图(a)所示,两条间距为h的水平虚线之间存在方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度大小按图(b)中B-t图像变化(图中已知)。现有一个“日”字形刚性金属线框ABCDEF,它的质量为m,EF中间接有一开关S,开关S闭合时三条水平边框的电阻均为R,其余各边电阻不计,AB=CD=EF=了,AD=DE=h,用两根轻质的绝缘细线把线框竖直悬挂住,AB恰好在磁场区域和的正中间,开始开关S处于断开状态。(未知)时刻细线恰好松弛,此后闭合开关同时剪断两根细线,当CD边刚进入磁场上边界时线框恰好做匀速运动(空气阻力不计)。求:
(1)的值;
(2)线框EF边刚离开磁场下边界时的速度;
【答案】(1)(2)
【解析】
试题分析:(1)由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势为,
线框中的电流,
线框受到的安培力,细线恰好松弛,细线拉力为零,
线框处于平衡状态,由平衡条件得,解得;
(2)当CD边到达M1N1时线框恰好做匀速直线运动,处于平衡状态,
由平衡条件得,电流,
CD棒切割磁感线产生的电动势,解得;
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