用质量为、总电阻为R的导线做成边长为的正方形线框MNPQ,并将其放在倾角为的平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为...
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用质量为、总电阻为R的导线做成边长为的正方形线框MNPQ,并将其放在倾角为的平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为,如图所示,线框与导轨之间是光滑的,在导轨的下端有一宽度为(即)、磁感应强度为B的有界匀强磁场,磁场的边界、垂直于导轨,磁场的方向与线框平面垂直,线框从图示位置由静止释放,恰能匀速穿过磁场区域,重力加速度为,求:
(1)线框通过磁场时的速度;
(2)线框MN边运动到的过程中通过线框导线横截面的电荷量;
(3)通过磁场的过程中,线框中产生的热量Q。
【回答】
(1)感应电动势: E=Blv
感应电流: I=E/R
安培力: F=BIl
线框在磁场区域做匀速运动时,其受力如图所示
F=mgsinθ
解得匀速运动的速度: v=mgRsinθ/B2l2
(2)解法一:由BIl =mgsinθ得,
,
所以
解法二:平均电动势,,
所以
(3)解法一:通过磁场过程中线框沿斜面匀速运动了2 l的距离,
由能量守恒定律得:增=减
Q=2mglsinθ
解法二:
知识点:专题八 电磁感应
题型:计算题
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