Question

【題目】如圖所示，用質(zhì)量為m、電阻為R的均勻?qū)Ь�做成邊長(zhǎng)為L的單匝正方形線框MNPQ，線框每一邊的電阻都相等．將線框置于光滑絕緣的水平面上。在線框的右側(cè)存在豎直方向的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界間的距離為2L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．在垂直MN邊的水平拉力作用下，線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)．在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線框平面水平，且MN邊與磁場(chǎng)的邊界平行．求

(1)線框MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框中感應(yīng)電流的大小；

(2)線框MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，M、N兩點(diǎn)間的電壓UMN；

(3)在線框從MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到PQ邊剛穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中，水平拉力對(duì)線框所做的功W．

Answer 1

【答案】(1)線框MN邊在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（3分）

線框中的感應(yīng)電流（3分）

(2)M、N兩點(diǎn)間的電壓（3分）

(3)線框運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有感應(yīng)電流的時(shí)間（3分）

此過(guò)程線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q =" I"2Rt =（3分）

根據(jù)能量守恒定律得水平外力做功W=Q=（3分）

【解析】（1）線框MN邊在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

線框中的感應(yīng)電流

（2）M、N兩點(diǎn)間的電壓

（3）只有MN邊在磁場(chǎng)中時(shí)，線框運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

此過(guò)程線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q = I 2Rt =

只有PQ邊在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)線框中產(chǎn)生的焦耳熱 Q =

根據(jù)能量守恒定律得水平外力做功W=2Q= .