用質量為、總電阻為R的導線做成邊長為的正方形線框MNPQ,並將其放在傾角為的平行絕緣導軌上,平行導軌的間距也為...
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問題詳情:
用質量為、總電阻為R的導線做成邊長為的正方形線框MNPQ,並將其放在傾角為的平行絕緣導軌上,平行導軌的間距也為,如圖所示,線框與導軌之間是光滑的,在導軌的下端有一寬度為(即)、磁感應強度為B的有界勻強磁場,磁場的邊界、垂直於導軌,磁場的方向與線框平面垂直,線框從圖示位置由靜止釋放,恰能勻速穿過磁場區域,重力加速度為,求:
(1)線框通過磁場時的速度;
(2)線框MN邊運動到的過程中通過線框導線橫截面的電荷量;
(3)通過磁場的過程中,線框中產生的熱量Q。
【回答】
(1)感應電動勢: E=Blv
感應電流: I=E/R
安培力: F=BIl
線框在磁場區域做勻速運動時,其受力如圖所示
F=mgsinθ
解得勻速運動的速度: v=mgRsinθ/B2l2
(2)解法一:由BIl =mgsinθ得,
,
所以
解法二:平均電動勢,,
所以
(3)解法一:通過磁場過程中線框沿斜面勻速運動了2 l的距離,
由能量守恆定律得:增=減
Q=2mglsinθ
解法二:
知識點:專題八 電磁感應
題型:計算題