如图所示，在高度差的平行虚线范围内，有磁感强度、方向垂直于竖直平面向里的匀强磁场...

如图所示，在高度差的平行虚线范围内，有磁感强度、方向垂直于竖直平面向里的匀强磁场，正方形线框的质量、边长、电阻，线框平面与竖直平面平行，静止在位置“Ⅰ”时，边跟磁场下边缘有一段距离．现用一竖直向上的恒力向上提线框，该框由位置“Ⅰ”无初速度开始向上运动，穿过磁场区，最后到达位置“Ⅱ”（边恰好出磁场），线框平面在运动中保持在竖直平面内，且边保持水平．设边刚进入磁场时，线框恰好开始做匀速运动．（取）

求：（1）线框进入磁场前距磁场下边界的距离．

（2）线框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的过程中，恒力做的功是多少？此过程线框内产生的热量是多少?

(1)9.6m (2) 3.0J 【解析】（1）在恒力作用下，线圈开始向上做匀加速直线运动，设线圈的加速度为a，据牛顿第二定律有：F-mg=ma 解得a=30m/s2 从线圈进入磁场开始做匀速运动，速度为v1，则： cd边产生的感应电动势为E=BLv1 线框中产生的感应电流为 I=E/R 线框所受的安培力为 F安=BIL 因线框做匀速运动，则有F=F安+mg 联立上述几式，可解得v1=（FR-mgR）/B2L2=24m/s 由v12=2aH解得H=9.6m （2）恒力F做的功 W=F（H+L+h）=42.4J 从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程中，拉力所做的功等于线框增加的重力势能和产生的热量Q，即 F（L+h）=mg（L+h）+Q 解得：Q=（F-mg）（L+h）=3.0J 或Q=I2Rt=（BLv/R）2R（h/v+L/v）=3.0J

复制答案

考点分析：

相关试题推荐

如图所示，一小型发电机内有匝矩形线圈，线圈面积，线圈电阻可忽略不计．在外力作用下矩形线圈在匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，发电机线圈两端与的电阻为构成闭合回路．（此题目中）．求：

（1）线圈转动时产生感应电动势的最大值．

（2）从线圈平面通过中性面时开始计时，写出时刻线圈中转感应电动势的表达式．

（3）从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过角的过程中通过电阻横截面的电荷量．

（4）线圈匀速转动，电流通过电阻产生的焦耳热．

查看答案

两根平行光滑金属导轨和水平放置，其间距为，磁感应强度为的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻．在导轨上有一电阻为的金属棒，金属棒与导轨垂直，如图所示．在棒上施加水平拉力使其以的水平速度匀速向右运动．设金属导轨足够长．求：

（1）金属棒两端的电压．

（2）拉力的大小．

（3）电阻上消耗的电功率．

查看答案

两根相距为上的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面．质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数为，导轨电阻不计，回路总电阻为2R．整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速率向下2匀速运动。重力加速度为g以下说法正确的是（）

A. ab杆所受拉力F的大小为

B. cd杆所受摩擦力为零

C. 回路中的电流强度为

D. 与各量大小的关系为

查看答案

某同学设计了一个探究电容器所带电荷量与电容器两极板间电压关系的实验，实验电路如图甲所示，其中P为电流传感器，V为理想电压表．实验时，先将开关S1闭合，单刀双掷开关S2掷向a，调节滑动变阻器的滑动头到某位置使电容器C充电，当电路稳定后记录理想电压表的示数．再迅速将开关S2掷向b，使电容器放电．电流传感器P将电容器充、放电过程中的电流数据传送给计算机，在计算机上可显示出电流i随时间t变化的图象如图乙所示．然后改变滑动变阻器滑动头的位置，重复上述步骤，记录多组电流随时间变化的图象和电压表的示数．对于这个实验过程和由图象及数据所得出的结果，下列说法中正确的是(　　)