Question

【題目】如圖所示，正方形線框邊長(zhǎng)為a，電阻為，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為b，線框以速度v勻速通過磁場(chǎng)區(qū)域.

（1）若，當(dāng)線框第一根邊進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)______，______，為維持其勻速運(yùn)動(dòng)所需外力______，外力的功率_______；當(dāng)?shù)诙�根邊也進(jìn)入磁場(chǎng)后線圈中感應(yīng)電流______，把線框拉過磁場(chǎng)過程中外力做的功_______，把線框拉進(jìn)磁場(chǎng)過程中，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量_______，線框產(chǎn)生的熱量為_________.

（2）若，把線框拉過磁場(chǎng)過程中，外力做功_______.

Answer 1

【答案】 0

【解析】

(1)[1]正方形線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程，等效為右邊切割磁感線產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，其切割磁感線的有效長(zhǎng)度為a，則電動(dòng)勢(shì)大小為：

[2]由閉合電路的歐姆定律有：

[3]為維持其勻速運(yùn)動(dòng)所需外力大小等于右邊在磁場(chǎng)中所受安培力

[4]外力的功率為：

因線框勻速運(yùn)動(dòng)，有，則

[5]當(dāng)?shù)诙�根邊也進(jìn)入磁場(chǎng)后, 因，則線框全部處于磁場(chǎng)中，磁通量不變，則不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，

[6]把線框勻速拉過磁場(chǎng)過程分為進(jìn)磁場(chǎng)和出磁場(chǎng)兩個(gè)過程，位移都為a，則所做的功為：

[7]把線框勻速拉進(jìn)磁場(chǎng)過程中，由：

聯(lián)立可得：

[8]線框勻速拉進(jìn)磁場(chǎng)過程，線框產(chǎn)生的電流為恒定電流，則

而，

則可得：

(2)[9]若，把線框勻速拉過磁場(chǎng)過程,進(jìn)出磁場(chǎng)的位移為

b+b=2b

則外力做的功為：