電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)換問題-經(jīng)典(編輯修改稿)
2025-04-21 06:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 時，甲剛出磁場，乙進入磁場時v＝對乙由受力平衡可知mgsin θ＝＝故R＝(2)甲在磁場中運動時，外力F始終等于安培力，F(xiàn)＝F安＝IlB＝lB因為v＝gsin θt所以F＝lB＝ t其中0≤t≤甲出磁場以后，外力F為零．(3)乙進入磁場前做勻加速運動，甲乙產(chǎn)生相同的熱量，設(shè)為Q1，此過程中甲一直在磁場中，外力F始終等于安培力，則有WF＝W安＝2Q1，乙在磁場中運動產(chǎn)生的熱量Q2＝Q－Q1，對乙利用動能定理有mglsin θ－2Q2＝0，聯(lián)立解得WF＝2Q－mglsin θ.如圖9所示，長L1＝ m，寬L2＝ m的矩形導(dǎo)線框，質(zhì)量為m＝ kg，電阻R＝ (HL2)，磁感應(yīng)強度為B＝ T，垂直于紙面向里的勻強磁場．現(xiàn)在，讓導(dǎo)線框從cd邊距磁場上邊界h＝ m處開始自由下落，當cd邊進入磁場中，ab尚未進入磁場時，導(dǎo)線框做勻速運動．(不計空氣阻力，取g＝10 m/s2)求：(1)線框完全進入磁場過程中安培力做的功是多少？(2)線框穿出磁場過程中通過線框任一截面的電荷量q是多少？解析 (1)當線框勻速運動時：滿足mg＝BIL1，而E＝BL1v，E＝，由動能定理有mg(L2＋h)＋W＝－0，解得安培力做的功W＝－ J.(2)線框穿出磁場過程中通過線框任一截面的電荷量：q＝t＝，即q＝，代入數(shù)據(jù)解得q＝ C. 如圖所示，絕緣細繩繞過輕滑輪連接著質(zhì)量為m的正方形導(dǎo)線框和質(zhì)量為M的物塊，導(dǎo)線框的邊長為L、電阻為R0，物塊放在光滑水平面上，線框平面豎直且ab邊水平，其下方存在兩個勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度的大小均為B，方向水平但相反，Ⅰ區(qū)域的高度為L，Ⅱ，線框ab邊距磁場上邊界PP′的高度也為L，各段繩都處于伸直狀態(tài)，把它們由靜止釋放，運動中線框平面始終與磁場方向垂直，M始終在水平面上運動，當ab邊剛穿過兩磁場的分界線′進入磁場Ⅱ時，線框做勻速運動．不計滑輪處的摩擦．求：(1)ab邊剛進入磁場Ⅰ時，線框的速度大小；(2)cd邊從PP′位置運動到′位置過程中，通過線圈導(dǎo)線某橫截面的電荷量；(3)ab邊從PP′位置運動到NN′位置過程中，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱．解析 (1)在線框下降L過程中，對線框和物塊組成的整體，由動能定理得mgL＝(m＋M)v，所以線框的速度：v1＝ .(2)線框從Ⅰ區(qū)進入Ⅱ區(qū)過程中，ΔΦ＝BS－(－BS)＝2BL2，E＝，I＝，所以通過線圈導(dǎo)線某截面的電量：q＝IΔt＝.(3)線框ab邊運動到位置NN′之前，只有ab邊從PP′位置下降2L的過程中線框中有感應(yīng)電流，設(shè)線框ab邊剛進入Ⅱ區(qū)域做勻速運動的速度是v2，
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