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巧用能量观点解电磁感应问题
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电磁感应的过程总是伴随着能量转化的过程,在某些有做功过程的电磁感应问题中,可以从能量的角度考虑问题,用能的转化和守恒定律求解更加方便. 例1 如图1所示,在平行虚线范围内有b=1t、高度h=1m、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域.线框质量m=0.1kg、电阻r=1ω,框面跟纸面平行,边长l=1m,原来cd边跟磁场下边缘相距为h.当用一竖直向上的恒力f=21n提线框,由静止的“ⅰ”位置,向上运动穿过磁场区,最后达“ⅱ”位置(ab边恰出磁场),线框平面在运动中始终保持在竖直平面内.如果cd边刚进入磁场时,恰好做匀速运动,求在上述整个过程中外力做功及线框内产生的焦耳热. 解析 这是一道力学与电学综合题.其物理过程是:恒力拉动线框穿越磁场,产生感应电流,在重力、外力、安培力共同作用下恰好做匀速运动.要根据线框受力平衡,求出运动速度v和距离h,进而计算出恒力所做的功和感应电流经导体的焦耳热. (1)在恒力作用下线框开始向上做加速运动,其加速度为 a=(f-mg)/m=(21-0.1×10)/0.1=200m/s2. 从线框刚进入磁场便做匀速运动得到
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