15.光滑絕緣的水平面上有垂直平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)被分成區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,寬度均為h,其俯視圖如圖(a)所示,兩磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t的變化如圖(b)所示,0~τ時(shí)間內(nèi),兩區(qū)域磁場(chǎng)恒定,方向相反,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為2B
0和B
0,一電阻為R,邊長(zhǎng)為h的剛性正方形金屬框abcd,平放在水平面上,ab、cd邊與磁場(chǎng)邊界平行。t=0時(shí),線(xiàn)框ab邊剛好跨過(guò)區(qū)域Ⅰ的左邊界以速度v向右運(yùn)動(dòng)。在τ時(shí)刻,ab邊運(yùn)動(dòng)到距區(qū)域Ⅰ的左邊界
處,線(xiàn)框的速度近似為零,此時(shí)線(xiàn)框被固定,如圖(a)中的虛線(xiàn)框所示。隨后在τ~2τ時(shí)間內(nèi),Ⅰ區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度線(xiàn)性減小到0,Ⅱ區(qū)磁場(chǎng)保持不變;2τ~3τ時(shí)間內(nèi),Ⅱ區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度也線(xiàn)性減小到0。求:
(1)t=0 時(shí)線(xiàn)框所受的安培力F;
(2)t=1.2τ時(shí)穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量Φ;
(3)2τ~3τ時(shí)間內(nèi),線(xiàn)框中產(chǎn)生的熱量Q。
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