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質量為M,電阻為R的薄金屬條制成邊長為L的閉合正方形框abb´a´。如圖所示,金屬方框水平放在磁極的狹縫間,方框平面與磁場方向平行。設勻強磁場僅存在于相對磁極之間,其他地方的磁場忽略不計。可認為方框的aa´邊和bb´邊都處在磁極間,極間磁感應強度大小為B。方框從靜止開始釋放,其平面在下落過程中保持水平(不計空氣阻力)

 

(1)求方框下落的最大速度vm(設磁場區(qū)域在豎直方向足夠長);

(2)當方框下落的加速度為g/2時,求方框的發(fā)熱功率P;

(3)已知方框下落的時間為t時,下落的高度為h,其速度為vt(vt<vm)。求此過程中方框中產生的熱量。(根據能量守恒定律)

(4)若在同一時間t內,方框內產生的熱與一恒定電流I0在該框內產生的熱相同,求恒定電流I0的表達式。

 

(1)(2)(3)(4)

解析:(1)方框下落速度為v時,產生的感應電動勢 

感應電流                          

方框下落過程,受到重力G及安培力F, ,方向豎直向下

  ,方向豎直向下

 當F=G時,方框達到最大速度,即v=vm 

方框下落的最大速度   

(2)方框下落加速度為時,有,則   

方框的發(fā)熱功率   

(3)根據能量守恒定律,有 

(4)  則

 

練習冊系列答案
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精英家教網如圖甲所示,P、Q為水平面內平行放置的金屬長直導軌,間距為d,處在大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中.一根質量為m、電阻為r的導體棒ef垂直于P、Q放在導軌上,導體棒ef與P、Q導軌之間的動摩擦因數為μ.質量為M的正方形金屬框abcd,邊長為L,每邊電阻均為r,用細線懸掛在豎直平面內,ab邊水平,線框的a、b兩點通過細導線與導軌相連,金屬框上半部分處在大小為B、方向垂直框面向里的勻強磁場中,下半部分處在大小也為B,方向垂直框面向外的勻強磁場中,不計其余電阻和細導線對a、b點的作用力.現用一電動機以恒定功率沿導軌方向水平牽引導體棒ef向左運動,從導體棒開始運動計時,懸掛線框的細線拉力T隨時間的變化如圖乙所示,求:
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(2)t0時間以后導體棒ef運動的速度;
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質量為M,電阻為R的薄金屬條制成邊長為L的閉合正方形框abb´a´。如圖所示,金屬方框水平放在磁極的狹縫間,方框平面與磁場方向平行。設勻強磁場僅存在于相對磁極之間,其他地方的磁場忽略不計。可認為方框的aa´邊和bb´邊都處在磁極間,極間磁感應強度大小為B。方框從靜止開始釋放,其平面在下落過程中保持水平(不計空氣阻力)

(1)求方框下落的最大速度vm(設磁場區(qū)域在豎直方向足夠長);
(2)當方框下落的加速度為g/2時,求方框的發(fā)熱功率P;
(3)已知方框下落的時間為t時,下落的高度為h,其速度為vt(vt<vm)。求此過程中方框中產生的熱量。(根據能量守恒定律)
(4)若在同一時間t內,方框內產生的熱與一恒定電流I0在該框內產生的熱相同,求恒定電流I0的表達式。

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科目:高中物理 來源:2013屆北京市高二下學期期中考試物理試題(解析版) 題型:計算題

質量為M,電阻為R的薄金屬條制成邊長為L的閉合正方形框abb´a´。如圖所示,金屬方框水平放在磁極的狹縫間,方框平面與磁場方向平行。設勻強磁場僅存在于相對磁極之間,其他地方的磁場忽略不計。可認為方框的aa´邊和bb´邊都處在磁極間,極間磁感應強度大小為B。方框從靜止開始釋放,其平面在下落過程中保持水平(不計空氣阻力)

 

(1)求方框下落的最大速度vm(設磁場區(qū)域在豎直方向足夠長);

(2)當方框下落的加速度為g/2時,求方框的發(fā)熱功率P;

(3)已知方框下落的時間為t時,下落的高度為h,其速度為vt(vt<vm)。求此過程中方框中產生的熱量。(根據能量守恒定律)

(4)若在同一時間t內,方框內產生的熱與一恒定電流I0在該框內產生的熱相同,求恒定電流I0的表達式。

 

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,線圈生產車間的傳送帶不停地水平傳送邊長為L、質量為m、電阻為R 的正方形線圈,傳送帶與線圈間的動摩擦因數為µ。在傳送帶的左端線圈無初速度地落在以恒定速度v 勻速運動的傳送帶上,經過一段時間,達到與傳送帶相同的速度v 后,線圈與傳送帶保持相對靜止。然后通過一磁感應強度為B 的豎直向上的勻強磁場.已知每兩個線圈間保持距離L 不變,勻強磁場的寬度為3L。求:

(1)每個線圈相對傳送帶滑動的距離;

(2)每個線圈通過磁場區(qū)域產生的焦耳熱;

(3)傳送帶傳送線圈的總功率.

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