Question

【題目】釹磁鐵也稱為釹鐵硼磁鐵，是目前磁性最強的永久磁鐵，也是最常使用的稀土磁鐵。釹鐵硼磁鐵的不足之處是其溫度性能不佳，在高溫下使用磁損失較大。如圖所示，干電池的底部吸有釹磁鐵（可導電，且電阻忽略不計），現將一根阻值為r的導線以干電池為軸對折成“門”字形框，支在干電池的正極上。B的底端和磁鐵相接觸，A的底端與磁鐵分離。輕推導線框，導線框即可繞軸持續轉動。若通過導線的電流為I，t時間內，電流產生的熱量為：_____；將釹磁鐵的N、S極對調，導線框將_____；工作一段時間后，導線框的轉速會下降，你認為產生這種現象的原因是：_____。

Answer 1

【答案】I2rt 反向轉動 溫度升高，磁場減弱，導線框受力減小

【解析】

根據焦耳定律計算通電時電流產生熱量；磁場對通電導線有力的作用，其作用方向與電流的方向、磁場的方向有關；釹鐵硼磁鐵的不足之處是其溫度性能不佳，在高溫下使用磁損失較大，由此分析工作一段時間后解答。

由題知導線的電阻為r，并將導線以干電池為軸對折成“門”字形框，B的底端和磁鐵相接觸，A的底端與磁鐵分離，所以右側接入電路的“門”字框的電阻為 ，通過導線的電流為I，t時間內，電流產生的熱量： ；因為通電導體在磁場中受力的方向與電流方向和磁場方向有關，所以將釹磁鐵的N、S極對調，導線框將反向轉動；由題知，釹鐵硼磁鐵在高溫下使用磁損失較大，所以工作一段時間后，溫度升高，釹鐵硼磁鐵的磁場減弱，導線框受力減小，所以轉速會下降。