一正方形光滑金属线框位于有界匀强磁场区域内,线框平面与磁场垂直,线框的右边紧贴着磁场边界,如图甲.t=0时刻对线框施加一水平向右的外力F,让线框从静止开始在水平面做匀

◎ 题目

一正方形光滑金属线框位于有界匀强磁场区域内,线框平面与磁场垂直,线框的右边紧贴着磁场边界,如图甲.t=0时刻对线框施加一水平向右的外力F,让线框从静止开始在水平面做匀加速直线运动穿过磁场.外力F随时间t变化的图线如图乙所示.已知线框质量m=1kg、电阻R=1Ω,求:

(1)匀强磁场的磁感应强度B;
(2)线框穿过磁场的过程中,通过线框的电荷量q.

◎ 答案

(1)t=0时刻,线框的速度为零,线框没有感应电流,不受安培力,加速度为a=
F
m
=
1
1
m/s2
=1m/s2
线框的边长为 L=
1
2
at2
=
1
2
×1×12
m=0.5m
线框刚出磁场时的速度为 v=at=1×1m/s=1m/s,此时线框所受的安培力为FA=BIL,I=
BLv
R

则得 FA=
B2L2v
R

根据牛顿第二定律得 F-FA=ma
代入得 F-
B2L2v
R
=ma
代入数据 F=3N,m=1kg,R=1Ω,L=0.5m,v=1m/s,a=1m/s2解得,B=2

2
T
(2)由q=
.
I
△t
.
I
=
.
E
R
.
E
=
△Φ
△t
,得
电量q=
△Φ
R
=
BL2
R
=
2

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐