Question

如圖所示，由同種材料制成的單匝正方形閉合導線框abcd位于豎直平面內，其下方有一勻強磁場區域，該區域的上邊界水平，并與線框的ab邊平行，磁場方向與線框平面垂直。已知磁場的磁感應強度為B，線框邊長為L，線框質量為m，電阻為R。線框從磁場上方某高度處，由靜止開始下落，恰能勻速進入磁場區域。求：

（1）當ab邊剛進入磁場時，線框的速度大小；

（2）線框在進入磁場的過程中，通過導線橫截面的電荷量；

（3）分析線框進入磁場過程中的能量轉化情況。

Answer 1

解：（1）線框勻速進入磁場：mg=F             

    F=BIL           I=                 E=BLv           解得：v=   

（2）線框進入磁場所用時間：t=                                    1分

流經線框導線橫截面的電荷量q=h                                       1分

聯立解得：q=                                                             1分

（3）線框勻速進入磁場過程，動能不變，重力勢能減少mgL，轉化為電能并最終以焦耳熱的形式釋放出去。                                                                2分