线圈生产车间的传送带不停的水平传送边长为L,质量为m,电阻为R的正方形线圈,传送带与线圈间的动摩擦因数为μ.在传送带的左端线圈无初速度的落在以恒定速度v匀速运动传送带上

◎ 题目

线圈生产车间的传送带不停的水平传送边长为L,质量为m,电阻为 R 的正方形线圈,传送带与线圈间的动摩擦因数为μ.在传送带的左端线圈无初速度的落在以恒定速度v匀速运动传送带上,经过一段时间,达到与传送带相同的速度v后,线圈与传送带保持相对静止,然后通过一磁感应强度为B的竖直方向的匀强磁场.已知每两个线圈间保持距离L不变,匀强磁场的宽度为3L.求:

魔方格

(1)每个线圈相对传送带滑动的距离;
(2)每个线圈通过磁场区域产生的焦耳热;
(3)传送带传送线圈的总功率.

◎ 答案

(1)线圈刚放到传送带上时,相对传送带滑动的距离 s
则:2as=v2--------------------------------------①
ma=μmg---------------------------②
由以上两式解得:s=
v2
2μg
----------------------③
(2)线圈通过磁场时产生的感应电动势    E=BLv----------④
线圈中的电流        I=
E
R
=
BLv
R
----------------⑤
线圈通过磁场过程中,产生感应电动势所用时间     t=
2L
v
-----⑥
由④⑤⑥式可得线圈通过磁场产生的焦耳热:Q=I2Rt=
2B2L3v
R
--⑦
(3)传送带输送每一个线圈做功分为三部分:线圈获得的动能
1
2
mv2

传送带与线圈相对滑动产生的热能μmgs,通过磁场时克服磁场力所做的功 WF,即:
W=μmgs+
1
2
mv2+WF
---------------------⑧
解得:W=mv2+
2B2L3v
R
----------------------⑨
单位时间内输送线圈的个数        N=
v
2L
-------------------⑩
所以传送带传送线圈的总功率      P=NW=(mv2+
2B2L3v
R
)
v
2L
----(11)
答:(1)每个线圈相对传送带滑动的距离s=
v2
2μg

(2)每个线圈通过磁场区域产生的焦耳热Q=
2B2L3v
R

(3)传送带传送线圈的总功率是(mv2+
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