将一质量为m、总电阻为R、长为l、宽为l0的矩形线框MNPQ静止搁置在水平平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l,如图所示.线框与导轨之间的动摩擦因数为μ.在线框左侧的导轨上有-物理

题目简介

将一质量为m、总电阻为R、长为l、宽为l0的矩形线框MNPQ静止搁置在水平平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l,如图所示.线框与导轨之间的动摩擦因数为μ.在线框左侧的导轨上有-物理

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将一质量为m、总电阻为R、长为l、宽为l0的矩形线框MNPQ静止搁置在水平平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l,如图所示.线框与导轨之间的动摩擦因数为μ.在线框左侧的导轨上有一长为l(即aa1=l)、宽度为l0、磁感应强度均为B的间隔着分布的相同有界匀强磁场,相邻的磁场区域间距为d(d>l0),磁场的边界aa1、bb1垂直于导轨,磁场的方向竖直向上.现用大小为F的拉力水平向左作用在线框,线框恰好能够匀速地穿过磁场区域aa1b1b.若当地的重力加速度为g,求:(1)线框通过aa1b1b磁场区域时的运动速度;
(2)F作用前,MN与aa1之间的距离;
(3)线框在通过aa1b1b磁场区域的过程中所生的电热.

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题型:问答题难度:中档来源:不详

答案

(1)线框在磁场区域做匀速运动时,
BIl+μmg=F                                              
感应电流:I=class="stub"E
R

感应电动势:E=Blv                                  
解得匀速运动的速度:v=
(F-μmg)R
B2l2
                    
(2)在进入磁场前,线框的加速度 
a=class="stub"F-μmg
m
                  
所以线框进入磁场前前进的距离s=
v2
2a
=
m(F-μmg)R2
2B4l4

(3)线框在通过磁场的过程中线框通过了2 l0的距离,
根据动能定理得:W安+2(F-μmg)l0=△Ek=0
所以W安=-2(F-μmg)l0,
安培力做功量度电路中产生的内能,所以
Q=-W安=2(F-μmg)l0,
答:(1)线框通过aa1b1b磁场区域时的运动速度是
(F-μmg)R
B2l2

(2)F作用前,MN与aa1之间的距离是
m(F-μmg)R2
2B4l4

(3)线框在通过aa1b1b磁场区域的过程中所生的电热是2(F-μmg)l0.

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