(18分)如图甲所示,静止在粗糙水平面上的正三角形金属线框,匝数N=10、总电阻R=2.5Ω、边长L=0.3m,处在两个半径均为r=的圆形匀强磁场区域中,线框顶点与右侧圆形中心重合,

◎ 题目

(18分)如图甲所示,静止在粗糙水平面上的正三角形金属线框,匝数N=10、总电阻R = 2.5Ω、边长L = 0.3m,处在两个半径均为r =的圆形匀强磁场区域中,线框顶点与右侧圆形中心重合,线框底边中点与左侧圆形中心重合.磁感应强度B1垂直水平面向外,大小不变、B2垂直水平面向里,大小随时间变化,B1、B2的值如图乙所示.线框与水平面间的最大静摩擦力f =" 0.6N" ,(取),求:
(1)t = 0时刻穿过线框的磁通量;
(2)线框滑动前的电流强度及电功率;
(3)经过多长时间线框开始滑动及在此过程中产生的热量.

◎ 答案

(1)0.005Wb (2)0.025W  (3)0.01J

◎ 解析


试题分析:(1)设磁场向下穿过线框磁通量为正,由磁通量的定义得t=0时
----------------------3分(2+1)
(没有规定磁通量正负、结果为正或负不扣分,考虑到磁通量相减,表达式中多了N可得1分)
(2)根据法拉第电磁感应定律
-------------------------3分(2+1)
-----------------------------------------------2分(1+1)
------------------------------------------2分(1+1)
(3)右侧线框每条边受到的安培力
----------------------------1分
因两个力互成1200,两条边的合力大小仍为F1,----------1分(用等效长度计算也给这两步分)
左侧线框受力---------------------------------------1分
线框受到的安培力的合力------------------------1分
当安培力的合力等于最大静摩擦力时线框就要开始滑动------1分

解得----------------------------------------1分
----------------------------------2分(1+1)
说明:计算过程中若没有考虑匝数N,公式应用正确,最多扣2分.

◎ 知识点

    专家分析,试题“(18分)如图甲所示,静止在粗糙水平面上的正三角形金属线框,匝数N=10、总电阻R=2.5Ω、边长L=0.3m,处在两个半径均为r=的圆形匀强磁场区域中,线框顶点与右侧圆形中心重合,…”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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