如图甲,一边长为L=1m、电阻为R=3Ω的正方形金属线框MNPQ水平平放在光滑绝缘水平地面上,在地面上建立如图所示坐标系,空间存在垂直地面的磁场,在0的区域Ⅰ中磁场方向向上,在

◎ 题目

如图甲,一边长为L=1m、电阻为R=3Ω的正方形金属线框MNPQ水平平放在光滑绝缘水平地面上,在地面上建立如图所示坐标系,空间存在垂直地面的磁场,在0的区域Ⅰ中磁场方向向上,在的区域Ⅱ中磁场方向向下,磁感应强度的大小随x的变化规律如图乙所示,开始时刻线框MN边与y轴重合。
(1)若给线框以水平向右的初速度,同时在PQ边施加一水平拉力,之后线框做v=1m/s的匀速直线运动,求第2秒内水平拉力做的功;
(2)若Ⅰ、Ⅱ区域中的磁场均为磁感应强度为B=0.8T的匀强磁场,方向仍如图甲,现在图示位置给线框一初速度,线框MN边运动到磁场区域Ⅱ的右边界时速度恰为零,设线框从MN边在区域Ⅰ中运动时线框中产生的热量为Q1,线框MN边在区域Ⅱ中运动时线框中产生的热量为Q2,求

◎ 答案

解:(1)PQ在区域Ⅱ中距中间边界△x,而MN在区域Ⅰ距中间边界
PQ边产生的感应电动势
MN边产生的感应电动势
故回路中的电动势
由于线框匀速运动,故水平拉力做的功等于线框中产生的焦耳热,即J
(2)设初速度为v0,匀速运动一段时间后减速,MN边到达中间界线时速度为v1,接着又匀速运动一段时间后,再减速,最后速度为0,则对跨越中间边界的过程根据动量定理有
2BL
对跨越最右边界的过程据动量定理有
线圈运动时产生的平均感应电动势,电量
联立化简得
由上式可得:


◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲,一边长为L=1m、电阻为R=3Ω的正方形金属线框MNPQ水平平放在光滑绝缘水平地面上,在地面上建立如图所示坐标系,空间存在垂直地面的磁场,在0的区域Ⅰ中磁场方向向上,在…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  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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