在光滑的水平面上存在着两个磁感应强度大小相等,方向相反的匀强磁场区域,其宽度均为l,如图所示.一个质量为m、边长为l的正方形线框,在水平恒力作用下,从静止开始运动l,

◎ 题目

在光滑的水平面上存在着两个磁感应强度大小相等,方向相反的匀强磁场区域,其宽度均为l,如图所示.一个质量为m、边长为l的正方形线框,在水平恒力作用下,从静止开始运动l,速度达到v0,进人左边磁场时恰好作匀速运动.求:

(1)当ab边刚越过中界线2时,线框的加速度.
(2)当ab边刚越过中界线2和边界线3的中间位置时,线框又恰好做匀速运动,求线框从开始进人边界线1到ab边到达界线2、3中间位置的过程中,共产生多少热量.
 

◎ 答案

(1)3v02/2l       (2)

◎ 解析


(1)从开始运动到速度达到v0的过程中,加速度大小a1=v02/2l
在左边磁场中运动时受力平衡,即安培力等于拉力F,即F=BIl
ab边刚越过中界线2时,两边产生的感应电动势相加而产生感应电流,其大小为
I’=2I,每边受到的安培力都是原来的2倍.这时两边受的安培力都向左,与拉力F反向,这时的加速度大小为a=3a1=3v02/2l
(2)当ab边刚越过中界线2和边界线3的中间位置时,线框又恰好受力平衡,设这时的速度为v’,则4B2l2v’/R=F,这说明v’=v0/4.
根据功能关系,线框从开始进人边界线1到ab边到达界线2、3中间位置的过程中产生的热量等于拉力F做的功与动能减少量之和,

◎ 知识点

    专家分析,试题“在光滑的水平面上存在着两个磁感应强度大小相等,方向相反的匀强磁场区域,其宽度均为l,如图所示.一个质量为m、边长为l的正方形线框,在水平恒力作用下,从静止开始运动l,…”主要考查了你对  【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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