Question

正方形金屬線框abcd，每邊長=0.1 m，總質量m = 0.1 k，回路總電阻，用細線吊住，線的另一端跨過兩個定滑輪，掛著一個質量為 0 .14 kg的砝碼。線框上方為一磁感應強度B=0.5 T的勻強磁場區，如圖，線框abcd在砝碼M的牽引下做加速運動，當線框上邊ab進入磁場后立即做勻速運動。接著線框全部進入磁場后又做加速運動(取10 m／s²)。問：
(1)線框勻速上升的速度多大?此時磁場對線框的作用力多大?
(2)線框勻速上升過程中，重物M做功多少?其中有多少轉變為電能?

Answer 1

解：(1)當線框上邊進入磁場，線圈中產生感應電流， 由楞次定律可知產生阻礙運動的安培力為 由于線框勻速運動，線框受力平衡， 聯立求解，得I = 8 A 由歐姆定律可得，E=IR=0 .16 V 由公式，可求出 3 .2 m／s 0 .4 N (2)重物M 下降做的功為 0.14 J 由能量守恒可得產生的電能為E_電 0 .04 J