(1)线圈切割磁感线的速度v0=10m/s,感应电动势为 E=Blv0=1×0.05×10=0.5V 由闭合电路欧姆定律得,线圈中电流为 I===0.5A 由楞次定律知线圈中感应电流方向为 M→Q→P→N→M (2)线圈进入磁场和离开磁场时克服安培力做功,动能转化成电能,产生的电热为 Q=(M+m)-(M+m)=×1×102-×1×22=48(J) (3)设小车完全进入磁场后速度为v,在小车进入磁场从t时刻到t+△t时刻(△t→0)过程中,根据牛顿第二定律得 -Bil=m 即-Bl•i△t=m△v, 而i△t=q入 求和得 BLq入=m(v0-v) 同理得 BLq出=m(v-v1) 而 q=i△t=•△t=•△t= 又线圈进入和穿出磁场过程中磁通量的变化量相同,因而有 q入=q出 故得 v0-v=v-v1 即有 v==6 m/s 所以,小车进入磁场过程中线圈克服安培力做功 W克=(M+m)-(M+m)v2=×1×102-×1×62=32(J) 答: (1)小车刚进入磁场时线圈中感应电流I的大小为0.5A,方向为 M→Q→P→N→M; (2)小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量Q为48J; (3)小车进入磁场过程中线圈克服安培力所做的功W为32J. |