如图所示,水平虚线L1和L2、L3和L4之间存在两个磁场方向相反的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,磁场高度为h,两磁场相距也为h.竖直平面内有一电阻均匀的凸形铜线框,质量为m
◎ 题目
如图所示,水平虚线L1和L2、L3和L4之间存在两个磁场方向相反的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,磁场高度为h,两磁场相距也为h.竖直平面内有一电阻均匀的凸形铜线框,质量为m,AB、EF、CD、GH边水平,AB边长为l,EF边长3l,BC、AH、ED、FG边长为h.现使线框AB边在磁场边界L1的上方h高处由静止自由下落,当AB边刚进入上面磁场时加速度恰好为零,当AB边出下面磁场的前一段时间内,线框在做匀速运动.(重力加速度为g)求: (1)线框的电阻; (2)在GH、CD边进入上面磁场后某时刻金属框上的热功率为P,则此时框的速度; (3)在AB边穿越两个磁场过程中金属框损失的机械能; (4)大致画出金属框中电流随高度变化的图象.(下落2h内已画出) |
◎ 答案
(1)设AB边刚进入上面磁场时速度为v0. 则根据机械能守恒得 mgh=
AB刚进入磁场时有,所受的安培力F=BIl=Bl
当AB边刚进入上面磁场时加速度恰好为零,则有F=mg 即
所以R=
(2)当GH、CD进入磁场时,当某时刻金属框上的热功率为P,设此时框的速度为v1,线框产生的感应电动势为 E1=B(2l)v1 线框的热功率为 P=
得出v1=
(3)当AB边出下面磁场的前一段时间内,线框在做匀速运动,此时AB和EF同时在切割,设匀速运动的速度为v2, 则线框产生的感应电动势为E2
上一篇:如图所示,为两个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L,距磁场区域的左侧L处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框
下一篇:如图所示,光滑曲线导轨足够长,固定在绝缘斜面上,匀强磁场B垂直斜面向上.一导体棒从某处以初速度v0沿导轨面向上滑动,最后又向下滑回到原处.导轨底端接有电阻R,其余电阻不
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