一边长L=10cm的正方形线框,质量m=0.1kg,电阻R=0.01Ω,以某一速度v竖直进入理想有界匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,如图示,其下边ab进入磁场后线框恰好作匀速直线运动,直到上边cd刚进入匀强磁场为止,取g=10m/s2,不计空气阻力,求:
(1) 线框进入磁场时的速度v
(2)线框在进入磁场的过程中产生的焦耳热Q
一边长L=10cm的正方形线框,质量m=0.1kg,电阻R=0.01Ω,以某一速度v竖直进入理想有界匀强磁场,磁感应
答案:3 悬赏:60
解决时间 2021-03-17 02:05
- 提问者网友:清羽墨安
- 2021-03-16 23:13
最佳答案
- 二级知识专家网友:修女的自白
- 2021-03-16 23:54
(1)线框下边进入磁场后是匀速直线运动,所以它受到的重力大小等于安培力。
F安=mg
B*I*L=mg
而 I=E / R=BLV / R
所以 B*(BLV / R)*L=mg
得 V=mg R / (BL)^2=0.1*10*0.01 / (0.2*0.1)^2=25 m/s
(2)因为线框进入磁场时是匀速运动,从能量转化和守恒的角度看,所求的焦耳热等于减少的重力势能。
即从线框的下边刚进入磁场到上边刚进入磁场的过程中,
焦耳热Q=mg*L=0.1*10*0.1=0.1焦耳
注:第二问也可先求时间,并求出电流,用 Q=I^2*R*t 求得热量。
t=L / V=0.1 / 25 =4*10^(-3) 秒
I=BLV / R=0.2*0.1*25 / 0.01=50安
得 Q=I^2*R*t=50^2*0.01*[ 4*10^(-3)]=0.1焦耳 。
F安=mg
B*I*L=mg
而 I=E / R=BLV / R
所以 B*(BLV / R)*L=mg
得 V=mg R / (BL)^2=0.1*10*0.01 / (0.2*0.1)^2=25 m/s
(2)因为线框进入磁场时是匀速运动,从能量转化和守恒的角度看,所求的焦耳热等于减少的重力势能。
即从线框的下边刚进入磁场到上边刚进入磁场的过程中,
焦耳热Q=mg*L=0.1*10*0.1=0.1焦耳
注:第二问也可先求时间,并求出电流,用 Q=I^2*R*t 求得热量。
t=L / V=0.1 / 25 =4*10^(-3) 秒
I=BLV / R=0.2*0.1*25 / 0.01=50安
得 Q=I^2*R*t=50^2*0.01*[ 4*10^(-3)]=0.1焦耳 。
全部回答
- 1楼网友:许你一世温柔
- 2021-03-17 02:26
你好!
(1)E=BLV I=E/R=BLV/R F=IBL=B^2L^2V/R
匀速运动时有B^2L^2V/R=mg
v=mgR/B^2L^2=25m/s
(2)Q=ΔΦ/R=BL^2/R=0.2*0.01/9.91=0.2C
希望对你有所帮助,望采纳。
- 2楼网友:错过的是遗憾
- 2021-03-17 00:47
第一个小题:首先要弄清楚框匀速直线运动的原因。受力分析,在磁场中线框只受重力和安培力,只有这两个力平衡才可以做到匀速直线运动。其次要知道在整个过程中,只有ab边在做切割磁感线运动。最后再根据各个量之间的关系列式计算。
mg=BIL
E=BLV
I=mg/BL=E/R
V=IR/BL=25m/s
第二个小题:整个过程中产生的全部焦尔热来源于电阻的作用,且电流始终保持不变,所以需要计算出匀速运动的时间t,再最后列式得出结果。
t=L/V
Q=I^2Rt=0.04J
需要注意的是列式时要简洁清晰,且不要依次算出结果,要最后一步得出题中要求的结果。谢谢!
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