题目内容

【题目】如图甲所示,正方形导线框abcd匀速穿过一匀强磁场区域。磁场区域的宽度为L、磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外;导线框的电阻为R ,边长为2L ,在穿过磁场的整个过程中,导线框abcd两边始终保持与磁场边界平行,导线框平面始终与磁场方向垂直;导线框的速度大小为v,方向垂直于cd边,规定电流沿a→b→c→d→a为正方向。

(1)请在图乙中作出cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程中,导线框中感应电流随位移变化的i - x图像;

(2)求在上述过程中导线框所产生的焦耳热Q

【答案】(1)如图所示:

(2)

【解析】

(1)线框进入和穿出磁场过程:
abcd切割磁感线所产生的感应电动势为
感应电流的大小均为
由右手定则判断得知:线框进入磁场时,
线框中感应电流方向为adcba,为负,
穿出过程感应电流方向为abcda,为正.
画出线框中感应电流随时间变化的图象如图所示


(2)cd边或ab边切割磁感线时,导线框的感应电动势:
由欧姆定律得,电路电流:,线框产生的焦耳热:
产生电流的时间:解得:

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