如图所示,由粗细均匀、同种金属导线构成的长方形线框abcd放在光滑的水平桌面上,线框边长分别为L和2L,其中ab段的电阻为R.在宽度为2L的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场
◎ 题目
如图所示,由粗细均匀、同种金属导线构成的长方形线框abcd放在光滑的水平桌面上,线框边长分别为L和2L,其中ab段的电阻为R.在宽度为2L的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向竖直向下.线框在水平拉力的作用下以恒定的速率v通过匀强磁场区域,线框平面始终与磁场方向垂直.求: (1)在线框的cd边刚进入磁场时,ab边两端的电压Uab; (2)为维持线框匀速运动,水平拉力F的大小; (3)在线框通过磁场的整个过程中,bc边金属导线上产生的电热Qbc. |
◎ 答案
(1)cd边进入磁场时产生的感应电动势为 E=BLv 整个回路的电阻为 R总=6R 回路中的电流为 I=
ab边两端电压的大小为 Uab=IR=
(2)为维持线框匀速运动,外力应始终等于安培力,即:F=F安 线框所受安培力为F安=BIL=
则水平拉力 F=F安=
(3)整个线框通过磁场的过程中所经历的时间为 t=
整个过程中bc段金属导线上产生的电热为 Qbc=I22Rt=(
答: (1)在线框的cd边刚进入磁场时,ab边两端的电压Uab为
(2)为维持线框匀速运动,水平拉力F的大小为
(3)在线框通过磁场的整个过程中,bc边金属导线上产生的电热Qbc 是 |