Question

【題目】如圖所示，有理想邊界的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，兩邊界間距s=0.1m．一邊長(zhǎng)L=0.2m的正方形線框abcd由粗細(xì)均勻的電阻絲圍成，總電阻R=0.4Ω�，F(xiàn)使線框以v=2m/s的速度從位置I勻速運(yùn)動(dòng)到位置Ⅱ。

(1)求cd邊未進(jìn)入右方磁場(chǎng)時(shí)線框所受安培力的大�。�

(2)求整個(gè)過(guò)程中線框所產(chǎn)生的焦耳熱．

(2)在坐標(biāo)圖中畫出整個(gè)過(guò)程中線框a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t變化的圖線．

Answer 1

【答案】(1)5x10-2N；(2)0.01J；(3)如圖：

【解析】

（1）cd邊未進(jìn)入右方磁場(chǎng)時(shí)線框時(shí)，ab邊切割產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，大小為:

E=BLv=0.5×0.2×2V=0.2V
由閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流大小為：

ab邊受到的安培力大小為F安=BIL=0.5×0.05×2N=0.05N
（2）設(shè)克服安培力做得功為W安，由功能關(guān)系得：整個(gè)過(guò)程中線框所產(chǎn)生的焦耳熱

Q=2W安=2F安s=2×0.05×0.1J=0.01J
（3）cd邊未進(jìn)入磁場(chǎng)，ab兩端電勢(shì)差Uab＝E＝0.15V，由楞次定律判斷出感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針?lè)较�，則a的電勢(shì)高于b的電勢(shì)，Uab為正。
cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)后，線框中雖然感應(yīng)電流為零，但ab兩端仍有電勢(shì)差，由右手定則判斷可知，a的電勢(shì)高于b的電勢(shì)，Uab為正，所以Uab=E=0.20V
ab邊穿出磁場(chǎng)后，只有cd邊切割磁感線，由右手定則知，a點(diǎn)的電勢(shì)高于b的電勢(shì)，Uab＝E＝0.05V．

整個(gè)過(guò)程中線框a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t變化的圖線如下圖所示：