如图甲所示,一正方形单匝线框abcd放在光滑绝缘水平面上,线框边长为L、质量为m、电阻为R,该处空间存在一方向垂直纸面向里的匀强磁场,其右边界MN平行于ab,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,已知时刻B=.问:
(1)若线框保持静止,则在时间内产生的焦耳热为多少?
(2)若线框从零时刻起,在一水平拉力作用下由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为a,经过时间线框cd边刚要离开边界MN,则在此过程中拉力做的功为多少?(设线框中产生的感应电流大小为I)
王怡同学解法:由匀加速直线运动规律,经过时间线框的位移为s=a;由牛顿第二定律:F-IL=ma;所以W=Fs=m+ILa.你认为王怡同学的解法是否正确,若不正确,请你写出正确的解法.
(1)线框中产生的感应电动势 E==,
感应电流为 I==.
故在时间内产生的焦耳热为Q=I2Rt0=
(2)王怡同学解法不正确.
正确解法:由匀速直线运动规律,经过时间t0线框的位移 s=a
线框处在匀强磁场中所受的安培力的合力为零,则根据牛顿第二定律得;F=ma,
所以W=Fs=ma2
答:
(1)若线框保持静止,则在时间内产生的焦耳热为.
(2)王怡同学的解法不正确,正确解法见上.