题目内容

如图所示,匀强磁场B=
2
2
T
,方向竖直向下,正方形线框每边长为0.4m,总电阻为0.16Ω.ad、dc、cb三边为细金属线,质量可忽略.其中dc边固定不动,ab边质量为100g,将线框拉至水平后释放,ab边经0.4s到达最低位置,ab边达最低位置时速度为2m/s,求:
(1)求此过程中产生的热量;
(2)若通以直流电要达到同样的热效应,则电流多大?
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(1)线框以dc边为轴从水平位置转到竖直位置的过程中,能量发生了转化ab边的重力势能一部分转化为动能,另一部分由于线圈中磁通量的变化转变为电能,根据能量守恒,E=Ek+E
mgL=
1
2
mv2+E

E=mgL-
1
2
mv2=0.2J

所以此过程中产生的热量Q=E=0.2J
(2)根据焦耳定律得,Q=I2R△t,
I=
Q
R△t
=1.77A

答:
(1)此过程中产生的热量为0.2J;
(2)若通以直流电要达到同样的热效应,电流为1.77A.
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