Question

將一質(zhì)量為m、總電阻為R、長為l、寬為l₀的矩形線框MNPQ靜止擱置在水平平行絕緣導(dǎo)軌上，平行導(dǎo)軌的間距也為l，如圖所示。線框與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。在線框左側(cè)的導(dǎo)軌上有一長為l（即aa₁=l）、寬度為l₀、磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B的間隔著分布的相同有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),相鄰的磁場(chǎng)區(qū)域間距為d（d >l₀），磁場(chǎng)的邊界aa₁、bb₁垂直于導(dǎo)軌，磁場(chǎng)的方向豎直向上�，F(xiàn)用大小為F的拉力水平向左作用在線框，線框恰好能夠勻速地穿過磁場(chǎng)區(qū)域aa₁b₁b。若當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?i>g，求：

     （1）線框通過aa₁b₁b磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度；

     （2）F作用前，MN與aa₁之間的距離；

     （3）線框在通過aa₁b₁b磁場(chǎng)區(qū)域的過程中所生的電熱。

   

Answer 1

解：（1） 線框在磁場(chǎng)區(qū)域做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，

　 　　　BIl +μmg=F　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （1分）

　　　　 感應(yīng)電流:　　　　 I=E/R

　 　　　感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):　　　 E=Blv　　　　　　 　　　　　　　　　　 （1分）

　　 解得勻速運(yùn)動(dòng)的速度: 　　　　　　　　　　　　�。�2分）

　 （2） 在進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框的加速度 　　　　　　　　�。�2分）

　　 所以線框進(jìn)入磁場(chǎng)前前進(jìn)的距離　　　　 （2分）

　 （3） 線框在通過磁場(chǎng)的過程中線框通過了2 l₀的距離，所以

　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　�。�4分）