一道高中物理磁場題(超難!)
題目:
一道高中物理磁場題(超難!)
如圖所示,一「日」字形矩形閉合導線框.已知ab=bc=cd=de=ef=fa=0.1米.已知ab、cf、de段電阻均爲3歐姆,cd、fe be、af段電阻均爲零.勻強磁場B的方向與框面垂直向里,大小爲B=1特,磁場的邊界與de平行如圖中虛線所示.今以圖中向右的方向,以18米/秒的速度,將線框勻速拉出磁場區域,試求在此過程中拉力所做的功及de邊產生的熱量
(圖我說一下吧,是個橫的「日」上面三個點分別爲afe 下面三個點分別爲bcd)
解答:
解析:當線框的ed邊出磁場後,fc、ab兩邊產生的感應電動勢並聯對ed供電,迴路總電阻Rz=3/2+3=4.5Ω,感應電動勢E=BLυ=1.8V,到fc到達磁場邊界歷時t1=l/υ=1.0/18s=1/180s,迴路總熱量
Q1=E^2t/Rz=0.004J
ed產生的熱量Q1'=RQ1/Rz=0.0027J
當fc邊出磁場後,ab邊產生的感應電動勢對fc與ed並聯的電路供電,感應電動勢和迴路總電阻不變,此過程中迴路產生的熱量仍爲 Q2=Q1=0.004J
ed產生的熱量 Q2'=(E/2Rz)^2Rt=0.0007J
整個過程拉力的功等於系統產生的熱量,即 W=Q1+Q2=0.008J
ed邊產生的總熱量 Q'=Q1'+Q2'=0.0034J
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