如图所示,光滑绝缘水平面上放置一均匀导体制成的正方形线框abcd,线框质量为m,电阻为R,边长为L.有一方向竖直向下的有界磁场,磁场的磁感应强度为B,磁场区宽度大于L,左边-物理

题目简介

如图所示,光滑绝缘水平面上放置一均匀导体制成的正方形线框abcd,线框质量为m,电阻为R,边长为L.有一方向竖直向下的有界磁场,磁场的磁感应强度为B,磁场区宽度大于L,左边-物理

题目详情

如图所示,光滑绝缘水平面上放置一均匀导体制成的正方形线框abcd,线框质量为m,电阻为R,边长为L.有一方向竖直向下的有界磁场,磁场的磁感应强度为B,磁场区宽度大于L,左边界与ab边平行.线框在水平向右的拉力作用下垂直于边界线穿过磁场区.
(1)若线框以速度v匀速穿过磁场区,求线框在离开磁场时ab两点间的电势差;
(2)若线框从静止开始以恒定的加速度a运动,经过t1时间ab边开始进入磁场,求cd边将要进入磁场时刻回路的电功率;
(3)若线框以初速度v0进入磁场,且拉力的功率恒为P0.经过时间T,cd边进入磁场,此过程中回路产生的电热为Q.后来ab边刚穿出磁场时,线框速度也为v0,求线框穿过磁场所用的时间t.360优课网
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案

(1)线框在离开磁场时,cd边产生的感应电动势  E=BLv
回路中的电流  I=class="stub"E
R

则ab两点间的电势差  U=IRab=class="stub"1
4
BLv
 
(2)t1时刻线框速度  v1=at1
设cd边将要进入磁场时刻速度为v2,则
 
v22
-
v21
=2aL
此时回路中电动势   E2=BLv2
回路的电功率P=
E22
R

解得 P=
B2L2(a2
t21
+2aL)
R

(3)设cd边进入磁场时的速度为v,线框从cd边进入到ab边离开磁场的时间为△t,则
     P0T=(class="stub"1
2
mv2-class="stub"1
2
m
v20
)+Q
     P0△t=class="stub"1
2
m
v20
-class="stub"1
2
mv2

解得△t=class="stub"Q
P0
-T

线框离开磁场时间还是T,所以线框穿过磁场总时间t=2T+△t=class="stub"Q
P0
+T
答:
(1)线框在离开磁场时ab两点间的电势差是class="stub"1
4
BLv

(2)cd边将要进入磁场时刻回路的电功率是
B2L2(a2
t21
+2aL)
R

(3)线框穿过磁场所用的时间t是class="stub"Q
P0
+T.

更多内容推荐