如图甲所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,线框的边长为L=0.4m、总电阻为R=0.1Ω.在直角坐标系xoy中,有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合,上边界满足
◎ 题目
如图甲所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,线框的边长为L=0.4m、总电阻为R=0.1Ω.在直角坐标系xoy中,有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合,上边界满足曲线方程y=0.2sin
(1)求线框中AD两端的最大电压; (2)在图乙中画出运动过程中线框i-t图象,并估算磁场区域的面积; (3)求线框在穿越整个磁场的过程中,拉力F所做的功. |
◎ 答案
(1)当导线框运动到磁场中心线时,有两种情况,一是BC边,二是AD边,当AD边运动到磁场中心时,AD边上的电压最大. Em=Bymv=0.2×0.2×10V=0.4V Im=
则线框中AD两端的最大电压是Um=Im?
(2)BC边切割磁场的时间为t1=
此后,经t2时间,线框中无感应电流 t2=
AD边切割时间t3=t1=0.03s 在整个切割过程中,i-t图象如图所示. 由图象可知,每个小方格表示电量q=0.0005C 在图象中,图象与t轴所围区域共有小方格153个,故t1时间内通过线框某一截面的电量 Q=Nq=153×0.0005C=0.0765C 又Q=
得S=
(3)在t1和t3时间内,通过线框的电流按正弦规律变化 电流的有效值为 I=
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