题目内容
【题目】如图所示,上、下边界均水平的区域宽为
,内有磁感应强度大小为
,方向水平向内的匀强磁场
一边长也为L,质量为
,电阻为
的匀质正方形线框,通过滑轮装置与另一质量为
的物体连接
线框从磁场下方h处静止释放,当线框cd边进入磁场一段时间后
边仍在磁场中
,开始匀速运动经过磁场区域
从线框进入磁场到其恰达到匀速时,流过线框横截面的电荷量
,线框中产生的热量
已知线框上升途中线框平面始终与磁场方向垂直,ab边始终与边界平行,不计运动过程中受到的空气阻力,
求:
![]()
(1)线框匀速运动时的速度v;
(2)线框匀速运动的时间t;
(3)线框释放处cd边距离磁场下边界的高度h.
【答案】(1)
(2)
(3)![]()
【解析】
线框匀速运动时,
感应电动势:
,
线框受到的安培力:
,
由平衡条件得:对线框:
,对物体:
,
代入数据解得:
;
从线框进入磁场到线框匀速运动过程,
感应电动势:
,感应电流:
,
电荷量:
,代入数据解得:
,
线框一直匀速到ab边离开磁场,匀速运动时间:
;
对线框与物体组成的系统,由能量守恒定律得:
,代入数据解得:
;
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