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电阻为R的矩形线框abcd,边长ab=L,ad=h,质量为m,自某一高度自由落下,通过一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为h,如图3所示.若线框以恒定速度通过磁场区域,线框中产生的焦耳热是多少?(不考虑空气阻力)



【试题分析】
方法一:应用“牛顿运动定律”分析
设当cd边刚进入磁场时线框向下运动的速度为v,cd边切割磁感线产生的感应电动势E=BLv,感应电流I=.此感应电流受向上的安培力F=BIL,因线框匀速运动,mg=F=BIL 则I=,由以上两式得 = , 则v= ,线框在磁场中运动的时间为t=,由焦耳定律Q=I2Rt解得Q=2mgh.
方法二:应用“能的转化及守恒定律”分析
线框在磁场中匀速运动,则动能不变,它在磁场中下降2h,重力势能的减小等于它内能的增加,即焦耳热Q=2mgh.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2008?黄冈模拟)如图所示,在光滑水平面上直线MN右侧有垂直于水平面的匀强磁场,一个电阻为R的矩形线框abcd受到水平向左的恒定拉力作用,以一定的初速度向右进入磁场,经过一段时间后又向左离开磁场.在整个运动过程中ab边始终平行于MN.则线框向右运动进入磁场和向左运动离开磁场这两个过程中(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图12-4-13所示,电阻为R的矩形线框,长为l,宽为a,在外力作用下,以速度向右匀速运动,通过宽度为d,磁感应强度为B的匀强磁场.当时,外力做功为__________;当时,外力做功为___________.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图12-4-13所示,电阻为R的矩形线框,长为l,宽为a,在外力作用下,以速度向右匀速运动,通过宽度为d,磁感应强度为B的匀强磁场.当时,外力做功为__________;当时,外力做功为___________.

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科目:高中物理 来源:2007-2008学年上海市南汇区高三(上)期末物理试卷(解析版) 题型:选择题

如图所示,在光滑水平面上直线MN右侧有垂直于水平面的匀强磁场,一个电阻为R的矩形线框abcd受到水平向左的恒定拉力作用,以一定的初速度向右进入磁场,经过一段时间后又向左离开磁场.在整个运动过程中ab边始终平行于MN.则线框向右运动进入磁场和向左运动离开磁场这两个过程中( )
A.通过线框任一截面的电量相等
B.运动的时间相等
C.线框上产生的热量相等
D.线框两次通过同一位置时的速率相等

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科目:高中物理 来源:2008年高考物理考前冲刺练习(7)(解析版) 题型:选择题

如图所示,在光滑水平面上直线MN右侧有垂直于水平面的匀强磁场,一个电阻为R的矩形线框abcd受到水平向左的恒定拉力作用,以一定的初速度向右进入磁场,经过一段时间后又向左离开磁场.在整个运动过程中ab边始终平行于MN.则线框向右运动进入磁场和向左运动离开磁场这两个过程中( )
A.通过线框任一截面的电量相等
B.运动的时间相等
C.线框上产生的热量相等
D.线框两次通过同一位置时的速率相等

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