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精英家教网如图所示,相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为L(L<d),电阻为R,将线圈在磁场上方h高处由静止释放,当cd边进入磁场时恰能做匀速直线运动,则
(1):线框的质量是多少?
(2)从CD边开始进入磁场到线框完全进入到磁场的过程中,线框中产生的热量是多少?
分析:(1)通过速度位移公式求出线框cd边进入磁场时速度,cd边刚进入磁场时做匀速直线运动,则重力等于安培力,求出线框的质量
(2)根据能量的转化和守恒求出从CD边开始进入磁场到线框完全进入到磁场的过程中,线框中产生的热量.
解答:解:(1)根据2gh=v2知:v=
2gh

由cd边刚进入磁场时做匀速直线运动,则重力等于安培力:mg=BIL,
其中I=
BLv
R
所以:mg=
B2L2v
R

解得:m=
m2L2
2gh
gR

(2)从CD边开始进入磁场到线框完全进入到磁场的过程中,线框中产生的热量等于重力势能的减少量,即Q=mgL
得:Q=
B2L3
2gh
R

答:(1)线框的质量是m=
m2L2
2gh
gR

(2)从CD边开始进入磁场到线框完全进入到磁场的过程中,线框中产生的热量是Q=
B2L3
2gh
R
点评:本题考查电磁感应与力学和功能的综合,知道线框匀速运动时,安培力与重力平衡,结合切割产生的感应电动势公式、安培力公式、闭合电路欧姆定律进行求解.
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2mgd
2mgd
,线圈的最小速度为
2g(h+L-d)
2g(h+L-d)

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