如圖所示,勻強磁場區(qū)和無磁場區(qū)的寬度都為L,磁場區(qū)Ⅰ和Ⅲ內(nèi)的磁感強度大小為B;磁場區(qū)Ⅱ和Ⅳ內(nèi)的磁感強度大小為2B,邊長為L、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd,以速度v向右勻速運動,從線框bc邊剛進入?yún)^(qū)域Ⅰ開始計時,到線框ad邊剛離開區(qū)域Ⅳ停止計時,求在這段時間內(nèi)線框中電流生熱的平均功率是多少?
分析:金屬框從I區(qū)域完全拉入到Ⅳ區(qū)域完全拉出過程可以分成四段研究:第一段在Ⅰ區(qū)運動,第二段在Ⅱ區(qū)運動,第三段在Ⅲ區(qū)運動,第四段在Ⅳ區(qū)運動.
根據(jù)歐姆定律求出導(dǎo)線中的電流.根據(jù)焦耳定律求出線框中電流產(chǎn)生的熱量.最后根據(jù)平均功率定義求解.
解答:解:第一段線框在Ⅰ區(qū)運動,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得:
E=BLv
根據(jù)歐姆定律得:
I=
E
R
=
BLv
R

從線框bc邊剛進入?yún)^(qū)域Ⅰ開始計時,到線框ad邊剛離開區(qū)域Ⅰ這個過程中線框產(chǎn)生的熱量Q1=
I
2
1
Rt1=
2B2L3v 
R

依次可以求出:
從線框bc邊剛進入?yún)^(qū)域Ⅱ開始計時,到線框ad邊剛離開區(qū)域Ⅱ這個過程中線框產(chǎn)生的熱量Q2=
I
2
2
Rt1=
8B2L3v 
R

從線框bc邊剛進入?yún)^(qū)域Ⅲ開始計時,到線框ad邊剛離開區(qū)域Ⅲ這個過程中線框產(chǎn)生的熱量Q3=
I
2
3
Rt1=
2B2L3v 
R

從線框bc邊剛進入?yún)^(qū)域Ⅳ開始計時,到線框ad邊剛離開區(qū)域Ⅳ這個過程中線框產(chǎn)生的熱量Q4=
I
2
4
Rt1=
8B2L3v 
R

在這段時間內(nèi)線框中電流生熱的平均功率
.
P
=
Q
t
=
5B2L2v2
2R

答:在這段時間內(nèi)線框中電流生熱的平均功率是
5B2L2v2
2R
點評:要能夠把法拉第電磁感應(yīng)定律與電路知識結(jié)合運用.平均功率等于這個過程產(chǎn)生的總熱量比上總時間.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

在方向如圖所示的勻強電場(場強為E)和勻強磁場(磁感應(yīng)強度為B)共存的場區(qū),一電子沿垂直電場線和磁感線方向以速度v0射入場區(qū),則( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

在方向如圖所示的勻強電場(場強為E)和勻強磁場(磁感應(yīng)強度為B)共存的場區(qū),一電子沿垂直電場線和磁感線方向以速度v0射入場區(qū),則( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?長寧區(qū)一模)如圖所示,勻強磁場磁感應(yīng)強度 B=0.2T,磁場寬度 L=0.3m,一正方形金屬框邊長 ab=0.1m,每邊電阻R=0.2Ω,金屬框在拉力F作用下以v=10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū),其平面始終保持與磁感線方向垂直.求:
(1)畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中,金屬框內(nèi)感應(yīng)電流i和a、b兩端電壓Uab隨時間t的變化圖線(規(guī)定以adcba為正方向);
(2)金屬框穿過磁場區(qū)域的過程中,拉力F做的功;
(3)金屬框穿過磁場區(qū)域的過程中,導(dǎo)線ab上所產(chǎn)生的熱量.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)在如圖所示的勻強電場(場強為E)和勻強磁場(磁感應(yīng)強度為B)正交的場區(qū),一電子沿垂直電場線和磁感線方向以速度v0射入場區(qū),則( 。
A、若v0
E
B
,電子沿軌跡Ⅰ運動,射出場區(qū)時,速度v>v0
B、若v0
E
B
,電子沿軌跡Ⅱ運動,射出場區(qū)時,速度v<v0
C、若υ0
E
B
,電子沿軌跡Ⅰ運動,射出場區(qū)時,速度υ>υ0
D、若υ0
E
B
,電子沿軌跡Ⅱ運動,射出場區(qū)時,速度υ<υ0

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)在方向如圖所示的勻強電場(場強為E)和勻強磁場(磁感應(yīng)強度為B)共存的場區(qū),一電子沿垂直電場線和磁感線方向以速度v0 射入場區(qū),則( 。
A、若v0
E
B
,電子沿軌跡Ⅰ運動,射出場區(qū)時,速度v>v0
B、若v0
E
B
,電子沿軌跡Ⅱ運動,射出場區(qū)時,速度v<v0
C、若v0
E
B
,電子沿軌跡Ⅰ運動,射出場區(qū)時,速度v<v0
D、若v0
E
B
,電子沿軌跡Ⅱ運動,射出場區(qū)時,速度v<v0

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案