Question

【題目】如圖所示，水平地面上方存在一磁場區(qū)域，EF為磁場的上水平邊界，在磁場上方有一邊長為L的正方形線框ABCD，其質量為m，電阻為R，將線框ABCD從AB邊距磁場上邊界2L處由靜止釋放，線框最終落在地面上，線框在整個運動過程中始終處于豎直平面內，且AB邊保持水平，以線框AB邊進入磁場時刻為計時起點，磁場的磁感應強度B隨時間t變化情況如圖所示，已知線框進入磁場過程中做勻速運動，磁場區(qū)域高度為7L．求：

（1）線框AB邊剛進入磁場時磁場的磁感應強度

（2）從線框釋放到AB邊落地過程中，線框中產生的焦耳熱．

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】

（1）設線框AB剛進入磁場時磁場的磁感應強度為B，線框的速度為v，由動能定理可得：

回路中的電流為：

線框進入磁場過程中做勻速運動，由平衡條件得：

BI1L=mg

聯(lián)立解得：

（2）線框勻速進入磁場的過程中產生的焦耳熱：

Q1=mgL

設線框進入磁場勻速轉動的時間為t0，則

線框在磁場中無感應電流的時間為：

磁場變化時，線框中有感應電流，但線框受到的安培力為0，
設線框從完全進入磁場到AB邊落地時間為t，有

解得：

線框中有感應電流的時間：

回路中電流：

出磁場產生的焦耳熱：

Q2=I22Rt22

從線框釋放到AB邊落地過程中，線框中產生的焦耳熱：

Q=Q1+Q2=mgL．