质量为m边长为l的正方形线框,从有界的匀强磁场上方由静止自由下落,线框电阻为R,匀强磁场的宽度为H(H>l),磁感强度为B,线框下落过程中ab边与磁场界面平行.已知ab边刚进入
◎ 题目
质量为m边长为l的正方形线框,从有界的匀强磁场上方由静止自由下落,线框电阻为R,匀强磁场的宽度为H(H>l),磁感强度为B,线框下落过程中ab边与磁场界面平行.已知ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时都作减速运动,加速度大小均为a=g/3.试求: (1)ab边刚进入磁场时,线框的速度; (2)cd边刚进入磁场时,线框的速度; (3)线框经过磁场的过程中产生的热能. |
◎ 答案
(1)设所求速度为v1,对线框有: F-mg=ma=
F=BIL=BL
由①、②得:v1=
(2)由题分析可知,ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时速度相等,设cd边刚进入磁场时,线框的速度为v2,从cd边刚进入磁场到ab边刚穿出磁场,机械能守恒,则对线框有: mg(H-l)=
由③、④得:v2=
(3)从线框开始进入磁场到完全穿出磁场,减少的机械能全部转化为电能. 减少的动能为:△Ek=
减少的重力势能为:△Ep=mg(H+l) ⑥ 产生的热能为:E电=△Ek+△Ep=2mgH. 答: (1)ab边刚进入磁场时,线框的速度为
(2)cd边刚进入磁场时,线框的速度为 |