Question

(12分)如图所示，光滑绝缘水平面上方有两个方向相反的水平方向匀强磁场，竖直虚线为其边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为．竖直放置的正方形金属线框边长为、电阻为R、质量为m．线框通过一绝缘细线与套在光滑竖直杆上的质量为M的物块相连，滑轮左侧细线水平。开始时，线框与物块静止在图中虚线位置且细线水平伸直。将物块由图中虚线位置由静止释放，当物块下滑h时速度大小为，此时细线与水平夹角，线框刚好有一半处于右侧磁场中。(已知重力加速度g，不计一切摩擦)求：

(1)此过程中通过线框截面的电荷量q；

(2)此时安培力的功率；

(3)此过程在线框中产生的焦耳热Q。

Answer 1

（1）（2）（3）

【解析】

试题分析：（1）此过程的平均感应电动势为： （1分）

通过线框截面的电量： （1分）

解得： （1分）

（2）此时线框的速度为： （1分）

线框中的感应电动势： （1分）

线框中的感应电流： （1分）

此时安培力的功率： （2分）

（3）对于系统功能关系： （4分）

考点：法拉第电磁感应定律，功能关系