() 边长为L=0.1m的正方形金属线框abcd,质量m=0.1㎏、总电阻R=0.02,从高为h=0.2m处自由下落(金属线框abcd始终在竖直平面上且ab水平)线框下有一水平的有界的匀强磁场,竖直宽度L=0.1m。磁感应强度B=1.0T,方向如图所示。试求:
(1)线框穿过磁场过程中产生的热;
(2)全程通过a点截面的电量;
(3)在如图坐标中画出线框从开始下落到dc边穿出磁场的速度与时间的图像。
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() 边长为L=0.1m的正方形金属线框abcd,质量m=0.1㎏、总电阻R=0.02,从高为h=0.2m处自由下落(金属线框abcd始终在竖直平面上且ab水平)线框下有一水平的有界的匀强磁场,竖直宽度L=0.1m。磁感应强度B=1.0T,方向如图所示。试求:
(1)线框穿过磁场过程中产生的热;
(2)全程通过a点截面的电量;
(3)在如图坐标中画出线框从开始下落到dc边穿出磁场的速度与时间的图像。
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见解析
(1)因为线框ab进入磁场时V1==2m/s 2分
产生的电动势E=BLV1=0.2V
安培力F=BLI=BLE/R=1N 2分
线框在磁场中F=G作匀速运动,Q=mg2L=0.1×10×2×0.1J=0.2J 2分
(2)因为ab与dc切割磁感线产生的电动势和电流是:E=BLV1 I=E/R
所以通过a点的电量
Q=It=E2L/R V1=BL2 V1L/ R V1=2BL2/R=2×1×0.01/0.02C=1C 3分
(3) 线框下落的时间:t1==0.2s 1分
在磁场内匀速V=V1 t2=2L/ V1=0.1s 1分
可作得图像: 3分