如圖所示,光滑水平面上有正方形線框,邊長為L、電阻為R、質(zhì)量為m。虛線和之間有一豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)為B,寬度為H,且H>L。線框在恒力作用下開始向磁場區(qū)域運(yùn)動(dòng),邊運(yùn)動(dòng)S后進(jìn)入磁場,邊進(jìn)入磁場前某時(shí)刻,線框已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)邊開始離開磁場時(shí),撤去恒力,重新施加外力,使得線框做加速度大小為的勻減速運(yùn)動(dòng),最終離開磁場。
(1)邊剛進(jìn)入磁場時(shí)兩端的電勢差;
(2)邊從進(jìn)入磁場到這個(gè)過程中安培力做的總功;
(3)寫出線框離開磁場的過程中,隨時(shí)間變化的關(guān)系式。
解析:(1)線圈進(jìn)入磁場前………………………………………………(1分)
……………………………………………………………………………(1分)
…………………………………………………………………………(1分)
…………………………………………………………………(1分)
cd邊進(jìn)入磁場時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢
此時(shí)cd邊的電勢差……………………………………(1分)
(2)進(jìn)入磁場后達(dá)到平衡時(shí)……………………………………………(1分)
設(shè)此時(shí)速度為,則…………………………………………………(2分)
ΔEK
……………………………(2分)
(3)平衡后到開始離開磁場時(shí),設(shè)線圈開始離開磁場時(shí)速度為
……………………………………………………(2分)
此時(shí)的安培力………………………………………………………(1分)
所以,離開磁場時(shí)………………………………………………(1分)
…………………………(1分)
代入得 ………………(1分)
本題有其它解法,正確的可對照評分標(biāo)準(zhǔn)給分。
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