题目内容
如下图所示,一正方形平面导线框
,经一条不可伸长的绝缘轻绳与另一正方形平面导线框
相连,轻绳绕过两等高的轻滑轮,不计绳与滑轮间的摩擦。两线框位于同一竖直平面内,
边和
边是水平的,两线框之间的空间有一匀强磁场区域,该区域的上、下边界MN和PQ均与
边及
边平行,两边界间的距离为
cm,磁场方向垂直线框平面向里。已知两线框的边长均为
cm,线框
的质量为
kg,电阻为
。线框
的质量为
kg,电阻为
。现让两线框在磁场外某处开始释放,两线框恰好同时以速度
匀速地进入磁场区域,不计空气阻力,重力加速度取
。
(1)求磁场的磁感应强度大小。
(2)求
边刚穿出磁场时,线框
中电流的大小。
(1)在两线框匀速进入磁场区域时,两线框中的感应电动势均为
①
两线框中的感应电流分别为
,
②
边及
边受到的安培力大小分别为
,
③
设此时轻绳的拉力为
,两线框处于平衡状态,有
④
⑤
由以上各式得
⑥
即
,代入数据得
。
(2)当两线框完全在磁场中时,两线框中均无感应电流,两线框均做匀加速运动。
设线框的
边、
边刚穿出磁场时两线框的速度大小为
,
由机械能守恒定律,得
⑦
代人数据得,![]()
设
边刚穿出磁场时,线框
中的电流的大小为
,
则![]()
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