Question

【題目】如圖所示，均勻導線制成的單位正方形閉合線框abcd，每邊長為L＝0.2m，總電阻為R＝10Ω，總質量為m＝0.04 kg。將其置于磁感強度為B=5T的水平勻強磁場上方h＝0.45m處，如圖所示。線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內，且cd邊始終與水平的磁場邊界平行。當cd邊剛進入磁場時，(重力加速度取g＝10 m/s2)

（1）求線框中產生的感應電動勢大小;

（2）求cd兩點間的電勢差大小;

（3）若此時線框加速度恰好為零，求線框下落的高度h。

Answer 1

【答案】（1）3V（2）2.25V（3）0.8m

【解析】（1）cd邊剛進入磁場時，根據自由落體運動v2=2gh

線框速度
線框中產生的感應電動勢
(2)此時線框中電流
cd切割磁感線相當于電源，兩點間的電勢差等于電路外電壓，所以又
(3)安培力

根據牛頓第二定律mg-F=ma
由a=0解得下落高度滿足