如图1所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,其质量为m,电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域,PQ和P'Q'是该匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc边平

◎ 题目

如图1所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,其质量为m,电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域,PQ和P'Q'是该匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc边平行,磁场方向与线框平面垂直。现金属线框由距PQ某一高度处从静止开始下落,经时间t0后刚好到达PQ边缘,速度为v0,假设线框所受的空气阻力恒定。图2是金属线框由静止开始下落到完全穿过匀强磁场区域过程中的速度-时间图象。试求:
(1)金属线框的边长;
(2)金属线框由静止开始下落到完全穿过匀强磁场区域的总位移;
(3)金属线框在进入匀强磁场区域过程中流过其横截面的电荷量;
(4)金属线框在整个下落过程中所产生的焦耳热。

◎ 答案

解:(1)
(2)由v-t图像得:线框进入磁场前:  
线框进入磁场过程: 
线框在磁场内匀加速运动:
线框穿出磁场和进入磁场位移相等:
所以:
(3)线框刚进入磁场时作匀速运动:
 
线框进入磁场前作匀加速运动:
所以: 

(4)全过程用动能定理: 
    

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图1所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,其质量为m,电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域,PQ和P'Q'是该匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc边平…”主要考查了你对  【v-t图像】,【动能定理】,【电磁感应现象中的切割类问题】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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