Question

（15分）如图所示，图a表示，空间有一宽为2L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻为R。线框以垂直磁场边界的速度匀速通过磁场区域。在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行。线框刚进入磁场的位置x=0，x轴沿水平方向向右。求：

（1）cd边刚进入磁场时，ab两端的电势差，并指明哪端电势高；

（2）线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热；

（3）在下面的b图中，画出ab两端电势差随距离变化的图像。其中。

Answer 1

解析：

（1）cd切割磁感线产生的感应电动势：             ①

回路中的感应电流：                                        ② （1分）

ab两端的电动势差             ③（2分）

b端电势比a端高                                              （1分）

（2）设线框从cd边刚进磁场到ab边刚进磁场所用时间为t

由焦耳定律有：                            ④ （2分）

其中                                                     ⑤

联立②④⑤式解得产生的热量为：

                                   ⑥       （2分）

（3）ab两端电势差随距离变化的图像如图。（2分）