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均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m,将...

均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m,将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示.线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界面平行,当cd边刚进入磁场时.
(1)求cd两点间的电势差大小;
(2)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件.

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(1)cd边未进入磁场时线圈做自由落体运动,根据高度求出h、初速度和重力加速度g求出cd边刚进入磁场时线圈的速度.cd边刚进入磁场时切割磁感线,产生感应电动势,相当于电源,cd两点间的电势差等于路端电压,由感应电动势公式和欧姆定律求解电势差. (2)若cd边刚进入磁场时,线框加速度恰好为零,重力与安培力平衡,由平衡条件求出高度. 【解析】 (1)设cd边刚进入磁场时,线框速度为v,                 v2=2gh    有线框中产生的感应电动势E=BLv ∴E=BL 此时线框中电流 I= cd两点间的电势差U==BL (2)安培力 F=BIL 线框加速度恰好为零,则有F=mg 解得下落高度满足h=. 答:(1)cd两点间的电势差大小为BL;     (2)若此时线框加速度恰好为零,线框下落的高度h所应满足h=.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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