如图所示,一有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧相距为L处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线

◎ 题目

如图所示,一有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧相距为L处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直.现使线框以速度v匀速穿过磁场区域.若以初始位置为计时起点,规定B垂直纸面向里时为正,
(1)试画出线框通过磁场区域过程中,线框中的磁通量Φ与前进的时间t之间的函数关系;
(2)求线框在通过磁场过程中,线框中电流的最大值;
(3)求线框在通过磁场过程中,拉力功率的最大值;
(4)在此过程中,线框中产生的热量Q.

魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)在0-
L
v
段,通过线圈的磁通量为0.
L
v
-
2L
v
,磁通量为正,大小Φ=BLvt,知磁通量线性增大.
2L
v
-
3L
v
,磁通量先均匀减小到零,然后反向均匀增大.
3L
v
-
4L
v
,磁通量为负,均匀减小到零.如图所示.
(2)当线圈在
2L
v
-
3L
v
时间段内,产生的感应电动势最大,E=2BLv.
则最大电流I=
E
R
=
2BLv
R

(3)当线圈在
2L
v
-
3L
v
时间段内所需的拉力最大,F=2FA
安培力FA=BIL=
2B2L2v
R

则拉力F=
4B2L2v
R

拉力功率的最大值P=Fv=
4B2L2v2
R

(4)根据能量守恒定律得,线圈在
L
v
-
2L
v
时间内,拉力F1=BIL=
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
法拉第曾提出一种利用河流发电的设想,并进行了实验研究,实验装置的示意图可用图表示,两块面积均为S的矩形金属板,平行、正对、竖直地全部浸在河水中,间距为d。水流速度处
法拉第曾提出一种利用河流发
如图所示,足够长的光滑U形导体框架的宽度L=0.5m,电阻忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量m=0.2kg,有效
如图所示,足够长的光滑U形导
如图所示,两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中,金属杆ab可沿导轨滑动,原先S断开,让ab杆由静止下滑,一段时间后闭合S,则从S闭合开始计时,ab杆的运
如图所示,两竖直放置的平行
如图所示,MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨,垂直导轨放置金属棒ab与导轨接触良好.N、Q端接理想变压器的初级线圈,理想变压器的输出端有三组次级线圈,分
如图所示,MN和PQ为处于同一
如图,在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob(在纸面内),磁场方向垂直纸面朝里,另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置.保持导轨之间接触良好,金属
如图,在匀强磁场中固定放置