位于豎直平面內(nèi)的金屬框abcd，其水平邊L1=1.0 m，豎直邊L2=0.5 m，線框的質(zhì)量m=0.2 kg，電阻R=2 Ω,在線框的下方有一上、下邊界均為水平方向的勻強磁場，磁場區(qū)域寬度H＞L2,磁感應強度B=1.0 T，方向與線框平面垂直，使線框的cd邊從距磁場上邊界高h=0.7 m處由靜止開始下落.已知線框的cd邊進入磁場后，ab邊到達磁場上邊界之前速度已達到這一階段的最大值.求從線框下落到cd邊剛剛到達磁場下邊界過程中，磁場作用于線框的安培力所做的總功（g=10 m/s2,空氣阻力不計）.

W=-0.08 J


解析:

ab邊到達上邊界前，設最大速度為v，進入的過程先做變加速運動，后以v做勻速運動.

 

 

 

由①②解得v==4 m/s

線框從開始下落至cd邊剛剛到達磁場下邊界的過程中，只有進入磁場過程有感應電流，以后磁通量不變，無感應電流.所求總功W等于線框進入磁場過程中安培力做的功，從開始下落至全部進入過程由動能定理：

mg(h+L2)+W=mv2，可得W=-0.08 J.

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?棗莊一模）如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R0在金屬線框的下方有一勻強磁場區(qū)域，MN和PQ是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與 線框的bc邊平行，磁場方向垂直于線框平面向里．現(xiàn)使金屬線框從MN上方某一髙度處由 靜止開始下落，如圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域瞬間的v-t圖象，圖象中內(nèi)均為已知量．重力加速度為g不計空氣阻力．下列說法正確的是（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖1所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，其質(zhì)量為m，電阻為R．在金屬線框的下方有一勻強磁場區(qū)域，PQ和P?Q?是該勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直．現(xiàn)金屬線框由距PQ某一高度處從靜止開始下落，經(jīng)時間t0后剛好到達PQ邊緣，速度為v0，假設線框所受的空氣阻力恒定．圖2是金屬線框由靜止開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域過程中的速度-時間圖象．
試求：（1）金屬線框的邊長；
（2）金屬線框由靜止開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域的總位移；
（3）金屬線框在進入勻強磁場區(qū)域過程中流過其橫截面的電荷量；
（4）金屬線框在整個下落過程中所產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖（1）所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的邊長為l的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R，在金屬線框的下方有一勻強磁場區(qū)，MN和PQ是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的cd邊平行，磁場方向與線框平面垂直，現(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，如圖（2）是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域瞬間的v-t圖象，圖象中v1、v2、v3均為已知量，重力加速度為g，不計空氣阻力，求：
（1）磁場的磁感應強度；
（2）金屬線框從靜止開始下落至速度達到v3過程所經(jīng)歷的時間；
（3）金屬線框在整個下落過程中所產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?天津模擬）如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，底邊bc水平，金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R．在金屬線框的下方有一水平方向的勻強磁場區(qū)域，MN和M′N′是勻強磁場區(qū)域的上下邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直．現(xiàn)金屬線框從磁場上方某一高度處由靜止開始下落，圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過磁場區(qū)域瞬間的速度-時間圖象，圖象中坐標軸上所標出的字母均為已知量，重力加速度為g，忽略空氣阻力．求：
（1）金屬框的邊長以及磁場的磁感應強度；
（2）金屬線框在離開磁場過程中所產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，寬度L=0.2m、足夠長的平行光滑金屬導軌固定在位于豎直平面內(nèi)的絕緣板上，導軌所在空間存在磁感應強度B=0.50T的勻強磁場，磁場方向跟導軌所在平面垂直．一根導體棒MN兩端套在導軌上與導軌接觸良好，且可自由滑動，導體棒的電阻值R=l.5Ω，其他電阻均可忽略不計．電源電動勢E=3.0V，內(nèi)阻可忽略不計，取重力加速度g=10m/s2．當S1閉合，S2斷開時，導體棒恰好靜止不動．
（1）求S1閉合，S2斷開時，導體棒所受安培力的大小；
（2）將S1斷開，S2閉合，使導體棒由靜止開始運動，求當導體棒的加速度a=5.0m/s2時，導體棒產(chǎn)生的感應電動勢大�。�
（3）將S1斷開，S2閉合，使導體棒由靜止開始運動，求導體棒運動的最大速度的大�。�

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