Question

【題目】如圖所示，由粗細(xì)均勻、同種金屬導(dǎo)線構(gòu)成的長方形線框abcd放在光滑的水平桌面上，線框邊長分別為L和2L，其中ab段的電阻為R。在寬度為2L的區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場的方向豎直向下。線框在水平拉力的作用下以恒定的速率v通過勻強(qiáng)磁場區(qū)域，線框平面始終與磁場方向垂直。求：

(1)線框的cd邊剛進(jìn)入磁場時，回路中的電流I；

(2)線框進(jìn)入磁場區(qū)域的過程中，拉力的沖量IF的大小；

(3)線框進(jìn)入和離開磁場的整個過程中，bc邊金屬導(dǎo)線上產(chǎn)生的電熱Qbc。

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1)cd邊在進(jìn)入磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

整個回路的總電阻為

則回路中的電流為

(2)為維持線框勻速運(yùn)動，外力應(yīng)始終等于安培力，即

線框所受安培力為

線框進(jìn)入磁場區(qū)域所耗時間為

因此拉力沖量大小為

(3)線框進(jìn)入和離開磁場整個過程耗時

則整個過程中bc段金屬導(dǎo)線上產(chǎn)生的電熱為