如图所示,一正方形平面导线框a1b1c1d1,经一条不可伸长的绝缘轻绳与另一正方形平面导线框a2b2c2d2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
◎ 题目
如图所示,一正方形平面导线框a1b1c1d1,经一条不可伸长的绝缘轻绳与另一正方形平面导线框a2b2c2d2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,a1d1边和a2d2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a1d1边及a2d2边平行,两边界间的距离为h=78.40cm.磁场方向垂直线框平面向里.已知两线框的边长均为l=40.00cm,线框a1b1c1d1的质量为m1=0.40kg,电阻为R1=0.80Ω.线框a2b2c2d2的质量为m2=0.20kg,电阻为R2=0.40Ω.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v=1.20m/s匀速地进入磁场区域,不计空气阻力,重力加速度取g=10m/s2.求: (1)在图25上标出两线框同时进入磁场时,线框a1b1c1d1中的感应电流方向和线框a2b2c2d2所受到的安培力的方向; (2)磁场的磁感应强度B的大小; (3)a1d1边刚穿出磁场时,线框a1b1c1d1中电流强度的大小. |
◎ 答案
(1)根据楞次定律判断可知,线框a1b1c1d1中的感应电流方向沿逆时针,线框a2b2c2d2中的感应电流方向沿逆时针,由 左手定则判断可知线框a2b2c2d2所受到的安培力的方向向下. (2)两线框中的感应电流分别为 I1=
I2=
a1d1边及b2c2边受到的安培力大小分别为 F1=BI1l F2=BI2lF2=2F1 设此时轻绳中的拉力为T,两线框处于平衡状态,有 m1g-F1-T=0 T-F2-m2g=0 由以上各式,解得 B=
(3)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a1d1边 b2c2边刚穿出磁场时两线框的速度大小为v',由机械能守恒定律,得 (m1-m2)g(h-l)=
代入数据得,v'=2m/s. 设a1d1边刚穿出磁场时,线框a1b1c1d1中的电流强度的大小为I,则 I=
答: (1)线框a1b1
上一篇:如图,一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直,虚线框的对角线ba与导线框的一条边垂直,ab的延长线平
下一篇:如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=5Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感强度为B0=1T.将一根质
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