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如图所示,长L1=1.0m,宽L2=0.50m的矩形导线框,质量为m=0.20k...

如图所示,长L1=1.0m,宽L2=0.50m的矩形导线框,质量为m=0.20kg,电阻R=2.0Ω.其正下方有宽为H(H>L2),磁感应强度为B=1.0T,垂直于纸面向里的匀强磁场.现在,让导线框从cd边距磁场上边界h=0.70m处开始自由下落,当cd边进入磁场中,而ab尚未进入磁场,导线框达到匀速运动.(不计空气阻力,且g=10m/s2
求(1)线框进入磁场过程中安培力做的功是多少?
(2)线框穿出磁场过程中通过线框任一截面的电荷量q是多少?

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(1)线框进入磁场过程中重力和安培力做功,先根据线框匀速直线运动时重力与安培力平衡,列式求出线框的速度,再根据动能定理求解安培力做功. (2)根据电量公式、法拉第电磁感应定律和欧姆定律求解感应电荷量q. 【解析】 (1)设线框匀速时的速度大小为v,则: 感应电动势为 E=BL1v 感应电流为 I= 线框所受的安培力大小为 F=BIL1 联立得 F= 线框匀速运动时,重力与安培力平衡,则得 mg= ① 线框由静止到刚好进入磁场过程中,由动能定理得   ② 联立以上两式解得:W=-0.8J (2)电量 q=,=,=,△Φ=BL1L2 则得 q= 代入数据解得q=0.25C 答: (1)线框进入磁场过程中安培力做的功是-0.8J. (2)线框穿出磁场过程中通过线框任一截面的电荷量q是0.25C.
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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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