题目内容
【题目】如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，在磁场中有一边长为l的正方形导线框，ab边质量为m，其余边质量不计，cd边有固定的水平轴，导线框可以绕其转动；现将导线框拉至水平位置由静止释放，不计摩擦和空气阻力，导线框经过时间t运动到竖直位置，此时ab边的速度为v，求：
(1)此过程中导线框产生的平均感应电动势的大小；
(2)导线框运动到竖直位置时感应电动势的大小；
(3)过程中线框消耗的电能。
【答案】(1)
；(2)
；(3)
【解析】
(1)从水平位置到金属框到达竖直位置过程中，由法拉第电磁感应定律可知，平均感应电动势为
(2)在竖直位置，只有ab边切割磁感线产生感应电动势，其余边不切割磁感线，不产生感应电动势，即线框产生的感应电动势为
(3)消耗的电能的大小等于产生的热量的大小，根据能量关系可知
解得线框消耗的电能为
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