Question

1．如圖所示，長L₁寬L₂的矩形線圈電阻為R，處于磁感應強度為B的勻強磁場邊緣，線圈與磁感線垂直，求將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場的過程中，
（1）拉力的大小F；
（2）線圈中產(chǎn)生的電熱Q．

Answer 1

分析 （1）由法拉第定律、歐姆定律和安培力公式求出安培力，由平衡條件求出拉力；
（2）由能量守恒定律求出電熱Q．

解答 解：（1）L2邊切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢為：E=BL₂v
感應電流為：I=$\frac{E}{R}$
線框受到的安培力：F_安培=BIL₂=$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}v}{R}$
線框勻速運動，處于平衡狀態(tài)，
由平衡條件得，拉力為：F=F_安培=$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}v}{R}$；
（2）對線框，由能量守恒定律得：
 Q=W_F=FL₁=$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}{L}_{1}v}{R}$
答：（1）拉力的大小F是$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}v}{R}$；
（2）線圈中產(chǎn)生的電熱Q是$\frac{{B}^{2}{L}_{2}^{2}{L}_{1}v}{R}$．

點評 本題考查了求拉力、焦耳熱與電荷量，應用安培力公式、平衡條件、能量守恒定律、E=BLv、歐姆定律即可正確解題．