Question

12．如图所示，质量为m、电阻为R的金属环从静止起在非匀强磁场中自位置1下落到位置2，下落高度为h，时间为t，在位置1、2时穿过金属环的磁通量分别为Φ₁、Φ₂，到达位置2时金属环的速度为v，则此过程金属环中的平均电流为$\frac{{∅}_{2}-{∅}_{1}}{Rt}$，金属环中焦耳热为mgh-$\frac{1}{2}m{v}^{2}$．

Answer 1

分析 根据法拉第电磁感应定律E=$\frac{N△∅}{△t}$，及闭合电路欧姆定律I=$\frac{E}{R}$，即可求解平均电流，再由能量守恒定律，即可求解焦耳热．

解答 解：由法拉第电磁感应定律E=$\frac{N△∅}{△t}$=$\frac{{∅}_{2}-{∅}_{1}}{t}$，
再由闭合电路欧姆定律I=$\frac{E}{R}$，那么金属环中的平均电流$\overline{I}$=$\frac{{∅}_{2}-{∅}_{1}}{Rt}$
依据能量守恒定律，则有：减小的重力势能转化为动能的增加，及产生焦耳热，
则有：Q=mgh-$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
故答案为：$\frac{{∅}_{2}-{∅}_{1}}{Rt}$，mgh-$\frac{1}{2}m{v}^{2}$．

点评 考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的内容，理解能量守恒定律的应用，注意公式中运算符号的正确推理．