问题
问答题
边长为L=0.1m的正方形金属线框abcd，质量m=0.1㎏、总电阻R=0.02Ω，从高为h=0.2m处自由下落（金属线框abcd始终在竖直平面上且ab水平）线框下有一水平的有界的匀强磁场，竖直宽度L=0.1m．磁感应强度B=1.0T，方向如图所示．试求：
（1）线框穿过磁场过程中产生的热；
（2）全程通过a点截面的电量；
（3）在如图坐标中画出线框从开始下落到dc边穿出磁场的速度与时间的图象．
答案
（1）因为线框ab进入磁场时有：V1=
=2m/s 2gh
产生的电动势为：E=BLV1=0.2V
安培力为：F=BLI=BL?
=1N，线框的重力G=mg=1NE R
则线框在磁场中F=G，作匀速运动，线框穿过磁场过程中产生的热量为：
Q=mg?2L=0.1×10×2×0.1J=0.2J
（2）因为ab与dc切割磁感线产生的电动势和电流是：
E=BLV1
I=E R
所以通过a点的电量
Q=It=
?E R
=2L V1
=2BL2 R
C=1C 2×1×0.01 0.02
（3）线框下落的时间：t1=
=0.2s 2h g
在磁场内匀速运动的时间 t2=
=0.1s 2L V1
可作得图象：
答：
（1）线框穿过磁场过程中产生的热量是0.2J；
（2）全程通过a点截面的电量是1C；
（3）在如图坐标中画出线框从开始下落到dc边穿出磁场的速度与时间的图象如图所示．
只向PbO2处移动