高二一道 关于电磁学的题目 在线=

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/06/28 02:34:29
如图所示,正方形线框ABCD的质量为m,变长为l,导线框的总电阻为R.导线框从垂直纸面向里的水平有界匀强磁场的上方h的高度由静止自由下落,下落过程中,导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内,cd边保持水平.磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,磁场上下两个界面水平距离为2l,已知ac边一半进入磁场时和ac边一半出磁场时线框恰好做匀速运动。重力加速度为g
(1)求ab边刚进入磁场时导线框的速度大小。
（2）线框进入磁场过程中导线框中产生的焦耳热。
（3）线框通过磁场的过程中，线框克服安培力所做的功。
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1)AC边一半进入磁场时恰好做匀速运动，此时受力平衡，此后线框匀速运动进入磁场中。
恰好匀速时：mg=F安=BIL=B*E/R *L=B^2*L^2V1/R
所以匀速时速度V1=mgR/(B^2*L^2)
(2)对于从起始位置到AB刚好进入磁场的过程运用动能，设安培力做功为W
mV1^2/2-0=mg(H+L)+W
解得：W=m^3g^2R^2/(2B^4L^4) -mg(H+L)
产生的焦耳热Q=-W=mg(H+L)-m^3g^2R^2/(2B^4L^4)
(3)易知，AC边一半出磁场时线框恰好做匀速运动，此时速度大小也为V1
此后线框一直匀速运动直至AB恰好出磁场。
对于从初始状态到AB恰好出磁场的整个过程运用动能定理：
mV1^2/2-0==mg(3L+H)+W'
W'=m^3g^2R^2/(2B^4L^4) -mg(H+3L)
线框通过磁场的过程中克服安培力做的功:-W'=mg(H+3L)-m^3g^2R^2/(2B^4L^4)
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1.因为是线框恰好做匀速运动，所以受力平衡则 mg=BIL=B平方L平方v/R v=mgR/B平方L平方
2.焦耳热为安培力所做的功 则mg(h+l)+W(安培力）=1/2mv平方-0 得Q=-Wf=mg(h+l)-(1/2m立方g平方R平方)/(B4次方l4次方)