Question

【題目】如圖所示，在豎直平面內，水平且平行的Ⅰ、Ⅱ虛線間距為L，其間有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度為B.一長為2L、寬為L矩形線框質量為m，電阻為R.開始時，線框下邊緣正好與虛線Ⅱ重合，由靜止釋放，線框上邊緣進入磁場后線框一直做減速運動，經過一段時間后，線框上邊緣經過虛線Ⅱ瞬間加速度恰為0.重力加速度為g，不計空氣阻力．求矩形線框穿過磁場過程中：

(1) 上邊緣經過虛線Ⅱ瞬間，線框的速度v．

(2) 磁通量變化率的最大值．

(3) 線框中產生的焦耳熱和通過矩形線框的電量q．

Answer 1

【答案】(1) (2) BL. (3)

【解析】

（1）上邊緣經過虛線Ⅱ瞬間

BIL＝mg

BLv＝IR

解得：

（2）線框上邊剛進磁場時磁通量的變化率最大

＝BLv1

mgL＝mv12

得

（3）設線框穿過磁場過程中線框中產生的焦耳熱為Q，根據能量守恒

解得

矩形線框穿過磁場過程中

解得：