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如图所示,一平放在光滑水平面上的矩形导体框位于匀强磁场区域内,磁场和磁感应强度大小为B,方向沿竖直方向,现以恒定速度v将线框拉出有界的磁场区域.设磁场的边界与线框的一边平

题目详情
如图所示,一平放在光滑水平面上的矩形导体框位于匀强磁场区域内,磁场和磁感应强度大小为B,方向沿竖直方向,现以恒定速度v将线框拉出有界的磁场区域.设磁场的边界与线框的一边平行,且线框的总电阻为R,周长为2l,而其长、宽则可以变化,则外力将线框拉出磁场区域的过程中,线框发热量的最大值为(  )
A.
B2l3v
8R

B.
4B2l3v
27R

C.
6B2l3v
27R

D. 以上答案都不对
▼优质解答
答案和解析
设ab的长度为L,则ad长度为
1
2
(2l-2L)=l-L.①
外力将线框拉出磁场区域的过程中,线框产生的感应电动势为 E=BLv
产生的热量为Q=
E2
R
t=
(BLv)2
R
l−L
v
=
B2v
R
L2(l−L) ②
设y=L2(l-L) ③
则由数学知识得y的导数为 y′=2lL-3L2,④
当y′=0时,y有最大值,此时L=
2
3
l,Q也有最大值,
将时L=
2
3
l代入②得:Q的最大值为Qmax=
4B2l3v
27R

故选B
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