(14分)在拆装某种大型电磁设备的过程中,需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合,然后再提升直至离开磁场,操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈.假设该线圈可简化为水

◎ 题目

(14分)在拆装某种大型电磁设备的过程中,需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合,然后再提升直至离开磁场,操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈.假设
该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈,其匝数为n,总质量为M,总电阻为R.磁场的磁感应强度为B,如图13所示.开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐,若转动手摇轮轴A,在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场.求此过程中:
(1)流过线圈中每匝导线横截面的电荷量是多少 ?
(2)在转动轮轴时,人至少需做多少功?(不考虑摩擦影响)

◎ 答案

(1) (2)Mgd+

◎ 解析

(1)在匀速提升的过程中线圈运动速度v=                         ①
线圈中感应电动势E=nBLv                                            ②
产生的感应电流I=                                                 ③
流过导线横截面的电荷量q=It                                         ④
联立①②③④得q=.
(2)匀速提升的过程中,要克服重力和安培力做功,即
W=WG+W安                                                                                    
又WG=Mgd                                                          ⑥
W=nBILd⑦
联立①②③④⑤⑥⑦得
W=Mgd+.

◎ 知识点

    专家分析,试题“(14分)在拆装某种大型电磁设备的过程中,需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合,然后再提升直至离开磁场,操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈.假设该线圈可简化为水…”主要考查了你对  【法拉第电磁感应定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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