問題詳情:
用質量爲、總電阻爲R的導線做成邊長爲的正方形線框MNPQ,並將其放在傾角爲的平行絕緣導軌上,平行導軌的間距也爲,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爲(即)、磁感應強度爲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,重力加速度爲,求:
(1)線框透過磁場時的速度;
(2)線框MN邊運動到的過程中透過線框導線橫截面的電荷量;
(3)透過磁場的過程中,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:透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