(2013?朝阳区一模)用电阻率为ρ、横截面积为S的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框abb′a′.金属方框

2025-05-12 02:17:45
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回答1:

(1)线框的aa′边和bb′边边做切割磁感线运动,根据切割公式,有
E=2BLv?I=

E
R
2BLv
ρ
4L
S
BvS

当v=vm=8v0时,I有最大值,Im
B?8v0?S
4BSv0
ρ

(2)设金属线框的密度为d.当方框速度v=vm时,根据牛顿第二定律有mg-2BImL=0
因为Im
Em
R
2BLvm
ρ
4L
S
BSvm
m=dV=d?4L?S=4dLS
所以vm
4dρg
B2

可采取的措施有
a.减小磁场的磁感应强度B;
b.更换材料,使d和ρ的乘积变大;
(3)设方框开始下落时距底面的高度为h1,第一次弹起后达到的最大高度为h2
在下落过程中,根据动能定理有:mgh1+W安1
1
2
m?(8v0)2

在上升过程中,根据动能定理有:?mgh2+W安2=0?
1
2
m?(7v0)2

又因为mg=2BImL?m=
8B2SLv0
ρg

由图3可知:h1=87v0t0(86v0t0~88v0t0均可)h2=6v0t0(5v0t0~6v0t0均可)
且W=W安1+W安2
所以W=?
8B2SLv0
ρg
(81gv0t0?
15
2
v
)
(应与h1、h2的值对应)
答:(1)求在0~15t0时间内,方框中的最大电流为
4BSv0
ρ

(2)若要提高方框的最大速度,可采取的措施有:
a.减小磁场的磁感应强度B;
b.更换材料,使d和ρ的乘积变大;
(3)在0~15t0时间内,安培力做的功约为?
8B2SLv0
ρg
(81gv0t0?
15
2
v
)