Question

如圖所示，從勻強(qiáng)磁場中把不發(fā)生形變的矩形線圈勻速拉出磁場區(qū)，如果兩次拉出的速度之比為1：2，則兩次線圈發(fā)熱之比Q₁：Q₂=

 

、通過線圈截面的電量q₁：q₂=

 

．

Answer 1

分析：在拉力作用下，矩形線圈以不同速度被勻速拉出，拉力做功等于克服安培力做功，等于產(chǎn)生的焦耳熱．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力公式列式，再進(jìn)行求解．

解答：解：設(shè)任意線圈左右兩邊邊長為l，上下兩邊邊長為l′，整個線圈的電阻為R，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．
拉出線圈時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E=Blv
感應(yīng)電流為：I=

E

R

線圈所受的安培力為：F=BIl=

B2l2v

R

拉力做功為：W=Fl′=

B2l2v

R

?l′
根據(jù)功能關(guān)系得知，拉力做功等于克服安培力做功，等于產(chǎn)生的焦耳熱，則得線圈將產(chǎn)生的熱量 Q=W
可知Q∝v，則得：Q₁：Q₂=1：2．
通過導(dǎo)線的電荷量為：q=It=

E

R

t=

Blv

R

t
而vt=l′
則得：q=

Bll′

R

可知，q與線框移動速度無關(guān)，所以通過導(dǎo)線橫截面的電荷量 q₁：q₂=1：1．
故答案為：1：2，1：1

點(diǎn)評：本題中推導(dǎo)安培力的表達(dá)式F=

B2l2v

R

和感應(yīng)電量表達(dá)式q=

Bll′

R

是關(guān)鍵，這兩個結(jié)論是電磁感應(yīng)問題常用的經(jīng)驗(yàn)公式，最好記�。�