Question

圖2所示，邊長為L的正方形線框，在拉力F的作用下，進(jìn)入寬度為a的勻強(qiáng)磁場，且a>L.分析在以下幾種情況下產(chǎn)生內(nèi)能的多少？
（1）線框在拉力F作用下勻速進(jìn)入磁場；
（2）線框在拉力F作用下加速進(jìn)入磁場；
（3）線框在拉力F作用下減速進(jìn)入磁場.

Answer 1

 由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，在線框進(jìn)入磁場的過程中，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生.
（1）當(dāng)線框在拉力作用下勻速進(jìn)入磁場時(shí)，由于線框的機(jī)械能保持不變，則在進(jìn)入的過程中，拉力F做了多少功，轉(zhuǎn)變成的電能就為多少.電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.所以在進(jìn)入的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能等于力F所做的功.
即  Q=FL
（2）當(dāng)線框在拉力作用下加速進(jìn)入磁場時(shí)由能量守恒可知
拉力做的功=線框增加的動(dòng)能+線框產(chǎn)生的內(nèi)能.
即   FL=ΔE_K+Q
故在這個(gè)過程中
Q<FL
（3）線框在拉力作用下減速進(jìn)入磁場時(shí)，由于線框的動(dòng)能減少，根據(jù)能量守恒可得
產(chǎn)生的內(nèi)能=拉力做的功+線框動(dòng)能的減少量 
即   Q=FL+ΔE_K則   Q>FL
【試題分析】