Question

如圖所示，正方形線框abcd放在光滑絕緣的水平面上，其邊長L＝0.5m、質(zhì)量m＝0.5kg、電阻R＝0.5Ω，M、N分別為線框ad、bc邊的中點．圖示兩個虛線區(qū)域內(nèi)分別有豎直向下和向上的勻強磁場，磁感應強度均為B＝1T，PQ為其分界線．線框從圖示位置以速度v₀＝2m/s勻速向右滑動，當MN與PQ重合時，線框的速度v₁＝1m/s，此時立刻對線框施加一沿運動方向的水平拉力，使線框勻速運動直至完全進入右側(cè)勻強磁場區(qū)域．求：

（1）線框由圖示位置運動到MN與PQ重合的過程中磁通量的變化量；

（2）線框運動過程中最大加速度的大��；

（3）線框在圖示位置起直至完全進入右側(cè)勻強磁場區(qū)域運動過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱．

 

Answer 1

【答案】

（1）0.25Wb （2） （3）1.25J

【解析】

試題分析：（1）MN與PQ重合時，穿過線框的磁通量為零，故磁通量的變化量為

   

（2）cd邊剛過PQ的瞬間，線框中的感應電動勢 

感應電流的大小為  

線框所受安培力的大小為F＝2BIL＝2´1´4´0.5N＝4N 

線框加速度的大小為 

（3）MN到達PQ前，由能量守恒可知，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為

MN與PQ重合的時刻，線框中的感應電動勢 

MN經(jīng)過PQ后，線框中產(chǎn)生的焦耳熱 

故在整個運動過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為

考點：電磁感應定律的應用

點評：當線框靠慣性進入右側(cè)磁場階段，電流是變化的，要根據(jù)功能關(guān)系算出產(chǎn)生的焦耳熱，外力作用下勻速進入右側(cè)磁場階段，電流不變，用焦耳定律算出焦耳熱。