电阻为R的矩形导线框abcd,边长ab=l,ad=h,质量为m,自某一高度自由落下,通过一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为h,如图34所示,若线框恰好以恒定速度通过磁场,线框内产生的焦
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/18 20:50:27
电阻为R的矩形导线框abcd,边长ab=l,ad=h,质量为m,自某一高度自由落下,通过一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为h,如图34所示,若线框恰好以恒定速度通过磁场,线框内产生的焦
电阻为R的矩形导线框abcd,边长ab=l,ad=h,质量为m,自某一高度自由落下,通过一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为h,如图34所示,若线框恰好以恒定速度通过磁场,线框内产生的焦耳热是多少?
电阻为R的矩形导线框abcd,边长ab=l,ad=h,质量为m,自某一高度自由落下,通过一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为h,如图34所示,若线框恰好以恒定速度通过磁场,线框内产生的焦
恒定速度通过匀强磁场,这样就是说明在通过磁场的时候线框的动能没有增加,但是在这个过程中势能是减少的,那么势能去哪里了,只有一种去向,就是转化成热量.
在线圈刚通过磁场时,线圈中的ab切割磁感线有电流产生,电流在磁场中产生力,这个力和重力等大反向,因为是匀速通过磁场的.当线圈中cd段通过磁场时也是这种情况.根据你的答案我推测是ab和cd切割磁感线,ad和bc不切割.这样就有在过程中势能全部转化成热量,线圈通过磁场的距离时2h,那么势能变化了2mgh,即线圈内产生了2mgh焦耳的热.
这个是和磁场无关的,只是和一个线段切割磁场才能产生电流,这个过程有两段就是刚进入到完全进入,刚出去和完全出去,有力的作用,就是会产生热量.就算磁场的范围不是h答案也是这样的,只和线圈的ad有关这个是势能变化的转化成热的过程,在磁场中只是势能转化成动能的过程.
对线框用动能定理
W(F安)+W(G)=0
而W(G)=2mgh
故W(F安)=-2mgh
有一个重要的结论:对动生电磁感应,当磁场静止时
W(F安)=-W(电)
这是由洛伦兹力不做功导出的
故Q=W(电)=2mgh
分析】线框通过磁场的过程中,动能不变。根据能的转化和守恒,重力对线框所做的功全部转化为线框中感应电流的电能,最后又全部转化为焦耳热.所以,线框通过磁场过程中产生的焦耳热为
Q=WG=mg—2h=2mgh. 【解答】2mgh。
【说明】本题也可以直接从焦耳热公式Q=I2Rt进行推算:
设线框以恒定速度v通过磁场,运动时间
从线框的cd边进...
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分析】线框通过磁场的过程中,动能不变。根据能的转化和守恒,重力对线框所做的功全部转化为线框中感应电流的电能,最后又全部转化为焦耳热.所以,线框通过磁场过程中产生的焦耳热为
Q=WG=mg—2h=2mgh. 【解答】2mgh。
【说明】本题也可以直接从焦耳热公式Q=I2Rt进行推算:
设线框以恒定速度v通过磁场,运动时间
从线框的cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程中,因切割磁感线产生的感应电流的大小为
cd边进入磁场时的电流从d到c,cd边离开磁场后的电流方向从a到b.整个下落过程中磁场对感应电流产生的安培力方向始终向上,大小恒为
据匀速下落的条件,有
因线框通过磁场的时间,也就是线框中产生电流的时间,所以据焦耳定律,联立(l)、(2)、(3)三式,即得线框中产生的焦耳热为
Q=2mgh. 两种解法相比较,由于用能的转化和守恒的观点,只需从全过程考虑,不需涉及电流的产生等过程,计算更为简捷.
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线圈从进感应区到出来经过2h距离由于匀速动能不变势能减少mg.2h全部转换成热能所以是mg2h