题目内容

如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B特，方向竖直向下，在磁场中有一个边长为L米的正方形刚性金属框．ab边质量为m千克，其它三边的质量不计，金属框的总电阻为R欧，cd边上装有固定的水平轴，现在将金属框从水平位置由静止释放，不计一切摩擦．金属框经t秒钟恰好通过竖直位置a'b'cd．

(1)

在图中标出ab通过最低位置时，金属框中的感应电流的方向

(2)

求上述t秒内金属框中的平均感应电动势

(3)

若在上述t秒内，金属框中产生的焦耳热为Q焦耳，求ab边通过最低位置时受到的安培力．

答案：
解析：

(1)

由右手定则，可知金属框中的感应电流的方向为：

(2)

在此过程中，

根据法拉第电磁感应定律：

(3)

在此过程中，由动能定理：

安培力作功大小等于焦耳热

在最低点，

解上各式得：(N)

由楞次定律可知，FA向右．


练习册系列答案
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（2012?延庆县一模）如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，在磁场中有一个边长为L的正方形刚性金属框，ab边质量为m，其它三边的质量不计．金属框的总电阻为R，cd边上装有固定的水平轴．现在将金属框从水平位置由静止释放，不计一切摩擦，金属框经时间t恰好通过竖直位置a′b′cd．求：
（1）在图中标出ab通过最低位置时，金属框中感应电流方向．
（2）求在时间t内金属框中的平均感应电动势．
（3）若在时间t内，金属框中产生的焦耳热为Q，求ab边通过最低位置时受到的安培力．
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某同学认为：既然ab杆滑至线框正中间时，路端电压最大，此时线框MNPQ的电功率P也最大，所以P的值是先变大后变小．
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