Question

【题目】如图所示，在PQ左侧存在垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。有一质量为m，电阻为R，边长为L的单匝正方形导线框abcd，与PQ在同一平面内，导线框右边离PQ的距离为s。现用恒力F使线框由静止向右运动，且线框运动过程中ad边始终与PQ保持垂直，线框离开磁场前已做匀速运动，求线框从静止到完全离开磁场的过程中，

(1)cd边离开磁场时线圈中的感应电动势E；

(2)cd边离开磁场时的加速度；

(3)导线框中产生的热量Q。

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)设cd边离开磁场时的瞬时速度为v0，线框在磁场中的加速度为：

根据运动学公式可得：

根据法拉第电磁感应定律，得cd边离开磁场时线圈中的感应电动势：

(2)安培力：

根据闭合电路欧姆定律有：

由牛顿第二定律可得：

联立解得：

(3)根据ab离开磁场前已做匀速直线运动，设做匀速运动时的速度为v，有：F=F安′，F安′=BI′L，E′=BLv，I′=

解得：

则导线框穿过磁场的过程中，利用能量守恒定律：

解得：