Question

（） 邊長為L＝0.1m的正方形金屬線框abcd，質量m＝0.1㎏、總電阻R＝0.02，從高為h＝0.2m處自由下落（金屬線框abcd始終在豎直平面上且ab水平）線框下有一水平的有界的勻強磁場，豎直寬度L＝0.1m。磁感應強度B＝1.0T，方向如圖所示。試求：

  （1）線框穿過磁場過程中產生的熱；

（2）全程通過a點截面的電量；

  （3）在如圖坐標中畫出線框從開始下落到dc邊穿出磁場的速度與時間的圖像。

 

Answer 1

見解析

解析:

（1）因為線框ab進入磁場時V₁＝＝2m/s              2分

產生的電動勢E＝BLV₁＝0.2V

安培力F＝BLI＝BLE/R＝1N                                               2分

線框在磁場中F＝G作勻速運動，Q＝mg2L＝0.1×10×2×0.1J＝0.2J          2分

（2）因為ab與dc切割磁感線產生的電動勢和電流是：E＝BLV₁   I＝E/R

     所以通過a點的電量

Q＝It＝E2L/R V₁＝BL2 V₁L/ R V₁＝2BL²/R＝2×1×0.01/0.02C＝1C            3分

(3) 線框下落的時間：t₁＝＝0.2s                                 1分

在磁場內勻速V＝V₁  t₂＝2L/ V₁＝0.1s                                    1分

可作得圖像：                                                          3分