Question

均勻?qū)Ь�制成的單位正方形閉合線框abcd，每邊長為L，總電阻為R，總質(zhì)量為m。將其置于磁感強度為B的水平勻強磁場上方h處，如圖所示。線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且cd邊始終與水平的磁場邊界平行。重力加速度為g.當cd邊剛進入磁場時，

（1）求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大��；

（2）求cd兩點間的電勢差大��；

（3）若此時線框加速度大小恰好為g/4，求線框下落的高度h應(yīng)滿足什么條件?

 

Answer 1

解：

（1）設(shè)cd邊剛進入磁場時，線框的速度為v，由機械能守恒定律得

（或由）………………… ( 2分 )

由法拉第電磁感應(yīng)定律得……………………… ( 2分 )

綜合上述兩式解得……………………… ( 1分 )

（2）由閉合電路歐姆定律得到此時線框中電流  

I=……………………………………… ( 2分 )

cd兩點間的電勢差

U=I()=……………………………… ( 2分 )

 (3)由安培力公式得  

   F=BIL=……………………………………… ( 2分 )

當a=g/4，方向向下時，根據(jù)牛頓第二定律

mg-F=ma, …………………………………………( 1分 )

解得下落高度滿足……………………………( 1分 )

當a=g/4，方向向上時，根據(jù)牛頓第二定律

F-mg=ma, ……………………………………………… ( 1分 )

解得下落高度滿足   ………………………( 1分 )

解析:略