Question

15．如圖所示，長L₁、寬L₂的矩形線圈總電阻為R，處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場邊緣，線圈與磁感線垂直．將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場，則拉力F的大小$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}v}{R}$； 拉力的功率P$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}{v}^{2}}{R}$；拉力做的功W$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}{L}_{1}v}{R}$；．線圈中產(chǎn)生的電熱Q$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}{L}_{1}v}{R}$．

Answer 1

分析 （1）由安培力公式求出安培力，然后由平衡條件求出拉力大�。�
（2）應(yīng)用功率公式P=Fv求出拉力的功率；
（3）應(yīng)用功的計算公式求出拉力的功；
（4）應(yīng)用歐姆定律求出感應(yīng)電流，然后應(yīng)用焦耳定律求出線圈產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）感應(yīng)電動勢：E=BL₂v，
感應(yīng)電流：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{B{L}_{2}v}{R}$，
線圈受到的安培力：F_安培=BIL₂=$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}v}{R}$，
線圈勻速運動，由平衡條件得：F=$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}v}{R}$；
（2）拉力的功率：P=Fv=$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}{v}^{2}}{R}$；
（3）拉力做的功：W=FL₁=$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}{L}_{1}v}{R}$；
（4）線圈產(chǎn)生的熱量：Q=I²Rt=$（\frac{B{L}_{2}v}{R}）^{2}$×R×$\frac{{L}_{1}}{v}$=$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}{L}_{1}v}{R}$；
故答案為：$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}v}{R}$；$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}{v}^{2}}{R}$；$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}{L}_{1}v}{R}$；$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}{L}_{1}v}{R}$．

點評 本題是電磁感應(yīng)與電學(xué)、力學(xué)相結(jié)合的綜合題，知道線圈做勻速直線運動處于平衡狀態(tài)是解題的前提，應(yīng)用安培力公式、平衡條件、功率公式與功的計算公式即可解題；掌握基礎(chǔ)知識是解題的關(guān)鍵，平時要注意基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)與掌握．