问题标题:
如图甲,一边长为L=1m、电阻为R=3Ω的正方形金属线框MNPQ水平平放在光滑绝缘水平地面上,在地面上建立如图所示坐标系,空间存在垂直地面的磁场,在0的区域Ⅰ中磁场方向向上,在的
问题描述:
如图甲,一边长为L=1m、电阻为R=3Ω的正方形金属线框MNPQ水平平放在光滑绝缘水平地面上,在地面上建立如图所示坐标系,空间存在垂直地面的磁场,在0的区域Ⅰ中磁场方向向上,在的区域Ⅱ中磁场方向向下,磁感应强度的大小随x的变化规律如图乙所示,开始时刻线框MN边与y轴重合。 (1)若给线框以水平向右的初速度,同时在PQ边施加一水平拉力,之后线框做v=1m/s的匀速直线运动,求第2秒内水平拉力做的功; (2)若Ⅰ、Ⅱ区域中的磁场均为磁感应强度为B=0.8T的匀强磁场,方向仍如图甲,现在图示位置给线框一初速度,线框MN边运动到磁场区域Ⅱ的右边界时速度恰为零,设线框从MN边在区域Ⅰ中运动时线框中产生的热量为Q1,线框MN边在区域Ⅱ中运动时线框中产生的热量为Q2,求。 |
陈华瑛回答:
(1)PQ在区域Ⅱ中距中间边界△x,而MN在区域Ⅰ距中间边界时PQ边产生的感应电动势MN边产生的感应电动势故回路中的电动势由于线框匀速运动,故水平拉力做的功等于线框中产生的焦耳热,即J(2)设初速度为v0,匀速运动一段时间后减速,MN边到达中间界线时速度为v1,接着又匀速运动一段时间后,再减速,最后速度为0,则对跨越中间边界的过程根据动量定理有2BL对跨越最右边界的过程据动量定理有线圈运动时产生的平均感应电动势,,电量联立化简得由上式可得:则故,则
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