正方形金屬線框abcd,每邊長=0.1m,總質量m=0.1kg,迴路總電阻Ω,用細線吊住,線的另一端跨過兩個定...
問題詳情:
正方形金屬線框abcd,每邊長=0.1m,總質量m=0.1kg,迴路總電阻Ω,用細線吊住,線的另一端跨過兩個定滑輪,掛著一個質量為M=0.14kg的砝碼。線框上方為一磁感應強度B=0.5T的勻強磁場區,如圖,線框abcd在砝碼M的牽引下做加速運動,當線框上邊ab進入磁場後立即做勻速運動。接著線框全部進入磁場後又做加速運動(g=10m/s2)。問:(1 )線框勻速上升的速度多大?此時磁場對線框的作用力多大?
( 2)線框勻速上升過程中,重物M做功多少?其中有多少轉變為電能?
【回答】
(1)當線框上邊ab進入磁場,線圈中產生感應電流I,由楞次定律可知產生阻礙運動的安培力為F=BIl由於線框勻速運動,線框受力平衡,F+mg=Mg
聯立求解,得I=8A由歐姆定律可得,E=IR=0.16V
由公式E=Blv,可求出v=3.2m/s F=BIl=0.4N
(2)重物M下降做的功為W=Mgl=0.14J
由能量守恆可得產生的電能為J.
知識點:專題九 熱學部分
題型:計算題
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