问题 问答题

线圈生产车间的传送带不停的水平传送边长为L,质量为m,电阻为 R 的正方形线圈,传送带与线圈间的动摩擦因数为μ.在传送带的左端线圈无初速度的落在以恒定速度v匀速运动传送带上,经过一段时间,达到与传送带相同的速度v后,线圈与传送带保持相对静止,然后通过一磁感应强度为B的竖直方向的匀强磁场.已知每两个线圈间保持距离L不变,匀强磁场的宽度为3L.求:

(1)每个线圈相对传送带滑动的距离;

(2)每个线圈通过磁场区域产生的焦耳热;

(3)传送带传送线圈的总功率.

答案

(1)线圈刚放到传送带上时,相对传送带滑动的距离 s

则:2as=v2--------------------------------------①

ma=μmg---------------------------②

由以上两式解得:s=

v2
2μg
----------------------③

(2)线圈通过磁场时产生的感应电动势    E=BLv----------④

线圈中的电流        I=

E
R
=
BLv
R
----------------⑤

线圈通过磁场过程中,产生感应电动势所用时间     t=

2L
v
-----⑥

由④⑤⑥式可得线圈通过磁场产生的焦耳热:Q=I2Rt=

2B2L3v
R
--⑦

(3)传送带输送每一个线圈做功分为三部分:线圈获得的动能

1
2
mv2

传送带与线圈相对滑动产生的热能μmgs,通过磁场时克服磁场力所做的功 WF,即:

W=μmgs+

1
2
mv2+WF---------------------⑧

解得:W=mv2+

2B2L3v
R
----------------------⑨

单位时间内输送线圈的个数        N=

v
2L
-------------------⑩

所以传送带传送线圈的总功率      P=NW=(mv2+

2B2L3v
R
)
v
2L
----(11)

答:(1)每个线圈相对传送带滑动的距离s=

v2
2μg

(2)每个线圈通过磁场区域产生的焦耳热Q=

2B2L3v
R

(3)传送带传送线圈的总功率是(mv2+

2B2L3v
R
)
v
2L

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