问题 计算题

如图所示,矩形单匝导线框abcd竖直放置,其下方有一磁感应强度为B的有界匀强磁场区域,该区域的上边界PP'水平,并与线框的ab边平行,磁场方向与线框平面垂直。已知线框ab边长为L1, ad边长为L2,线框质量为m,总电阻为R。现无初速度地释放线框,在下落过程中线框所在平面始终与磁场垂直,且线框的ab边始终与PP'平行。重力加速度为g,若线框恰好匀速进入磁场,求:

(1)de边刚进入磁场时,线框受安培力的大小F;

(2)de边刚进入磁场时,线框速度的大小v;

(3)在线框从开始下落到ab边刚进入磁场的过程中,重力做的功W。

答案

解:(1)由于线框匀速进入磁场,所以线框进入磁场时受安培力的大小F=mg

(2)线框dc边刚进入磁场时,感应电动势E=BL1v

感应电流

dc边受安培力的大小F=BIL1

又f=mg

解得线框速度的大小

(2)在线框从开始下落到dc边刚进入磁场的过程中,重力做功W1,根据动能定理得W1=

在线框从dc边刚进入磁场到ab边刚进入磁场的过程中,重力做功W2,则W2=mgL2

所以

单项选择题
单项选择题