题目内容
【题目】如图,光滑绝缘的水平面上一个倒放的“曰”字型导线框,四周为正方形,每边长度为,中间的导线距离右侧边的距离为。上下横边不计电阻,每条竖直边、、的电阻都是。虚线右侧存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为,磁场边界与导线框的竖边平行。现在让导线框以速度匀速垂直进入磁场区域。忽略一切阻力。试分析
(1)导线框匀速进入磁场过程中所需外力的情况,并计算所需外力的大小和方向;
(2)线框匀速进入过程中电路中产生的焦耳热Q
(3)分析、计算线框匀速进入磁场过程中ef边消耗的电功率多大。
【答案】⑴,方向向右⑵⑶
【解析】⑴边切割磁感线时: , …①
电路总电阻为 ②
边受到安培力大小: …③,方向向左
匀速运动,外力与安培力等大反向: ,方向向右……④
、两个边都进入磁场时,同时产生电动势,并联的电动势仍为E,电源内阻变为,外电阻变为R⑤
根据①②式导线框中的总电流强度不变。、两边中电流强度分别为: ……⑥
、边受到安培力大小相等,总值: ……⑦,方向向左
根据④式可知, ,方向向右……⑧
⑵线框进入磁场过程中,外力克服安培力做的功大小等于线框中产生的焦耳热:
……⑨
⑶只有边进入时,根据①②式, 边中电流强度: /span> …⑩
边消耗电功率: =
、两个边都进入磁场时,根据①②式, 边中电流强度为
边消耗电功率: =
练习册系列答案
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