用单位长度质量为m、单位长度电阻为r的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框abb✀a✀.如图所示,金属方框水

2025-05-10 08:24:09
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回答1:

(1)方框质量为 M=4Lm
方框电阻为 R=4Lr
方框下落速度为v时,产生的感应电动势  E=B?2L?v
感应电流为        I=

E
R
Bv
2r

则安培力为 F=BI?2L=
B2Lv
r
,方向竖直向下
方框下落过程,受到重力G及安培力F,G=Mg=4Lmg,方向竖直向下.当F=G时,方框达到最大速度,即v=vm
则有  
B2Lvm
r
=4Lmg

解得,方框下落的最大速度  vm
4mgr
B2

(2)方框下落加速度为
g
2
时,根据牛顿第二定律有:Mg?IB?2L=M
g
2

则感应电流为  I=
Mg
4BL
mg
B

故方框的发热功率 P=I2R=
4rLm2g2
B2

(3)根据能量守恒定律,有    Mgh=
1
2
Mvt2+
I
Rt

则得恒定电流I0的表达式I0
M
Rt
(gh?
1
2
v
)

答:
(1)方框下落的最大速度vm
4mgr
B2

(2)当方框下落的加速度为
g
2
时,方框的发热功率P为
4rLm2g2
B2

(3)恒定电流I0的表达式  I0
m
rt
(gh?
1
2
v
)