Question

 如下圖所示，一正方形平面導線框，經一條不可伸長的絕緣輕繩與另一正方形平面導線框相連，輕繩繞過兩等高的輕滑輪，不計繩與滑輪間的摩擦。兩線框位于同一豎直平面內，邊和邊是水平的，兩線框之間的空間有一勻強磁場區域，該區域的上、下邊界MN和PQ均與邊及邊平行，兩邊界間的距離為cm，磁場方向垂直線框平面向里。已知兩線框的邊長均為cm，線框的質量為kg，電阻為。線框的質量為kg，電阻為。現讓兩線框在磁場外某處開始釋放，兩線框恰好同時以速度勻速地進入磁場區域，不計空氣阻力，重力加速度取。

 

（1）求磁場的磁感應強度大小。

（2）求邊剛穿出磁場時，線框中電流的大小。

 

 

 

 

Answer 1

【答案】

 （1）在兩線框勻速進入磁場區域時，兩線框中的感應電動勢均為①

兩線框中的感應電流分別為，       ②

邊及邊受到的安培力大小分別為，    ③

設此時輕繩的拉力為，兩線框處于平衡狀態，有④

        ⑤

由以上各式得    ⑥

即，代入數據得。

（2）當兩線框完全在磁場中時，兩線框中均無感應電流，兩線框均做勻加速運動。

設線框的邊、邊剛穿出磁場時兩線框的速度大小為，

由機械能守恒定律，得

⑦

代人數據得，

設邊剛穿出磁場時，線框中的電流的大小為，

則