Question

【题目】如图甲所示，正方形导线框abcd匀速穿过一匀强磁场区域。磁场区域的宽度为L、磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外；导线框的电阻为R ，边长为2L ，在穿过磁场的整个过程中，导线框ab、cd两边始终保持与磁场边界平行，导线框平面始终与磁场方向垂直；导线框的速度大小为v，方向垂直于cd边，规定电流沿a→b→c→d→a为正方向。

（1）请在图乙中作出cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程中，导线框中感应电流随位移变化的i - x图像；

（2）求在上述过程中导线框所产生的焦耳热Q 。

Answer 1

【答案】（1）如图所示:

（2）

【解析】

（1）线框进入和穿出磁场过程：
ab或cd切割磁感线所产生的感应电动势为，
感应电流的大小均为，
由右手定则判断得知：线框进入磁场时，
线框中感应电流方向为adcba，为负，
穿出过程感应电流方向为abcda，为正．
画出线框中感应电流随时间变化的图象如图所示：

（2）cd边或ab边切割磁感线时，导线框的感应电动势：，
由欧姆定律得，电路电流：，线框产生的焦耳热：，
产生电流的时间：，，解得：。