如图甲所示,质量m=6.0×10-3kg,边长L=0.20m,电阻R=1.0欧的正方形单匝金属线框abcd,置于倾角30°的绝缘斜面上,ab边沿着水平方向,线框的下半部分处于垂直斜面向上的匀强

◎ 题目

如图甲所示,质量m=6.0×10-3kg,边长L=0.20m,电阻R=1.0欧的正方形单匝金属线框abcd,置于倾角30°的绝缘斜面上,ab边沿着水平方向,线框的下半部分处于垂直斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律周期性变化,线框在斜面上始终保持静止,g=10,求

(1)在2.0×10-2s~4.0×10-2s时间内线框中产生感应电流的大小
(2)在t=3.0×10-2s时间内线框受到斜面的摩擦力的大小和方向。
(3)一个周期内感应电流在线框中产生的平均电功率

◎ 答案

◎ 解析

(1)线框中产生的感应电动势为E1,感应电流为I1,则


代入数据得E1="0.40V" ,  I1="0.40A " ………(4分)
(2)此时受到的安培力  F1=B1I1L
代入数据得F1=1.6×10-2N
设此时线框受到的摩擦力大小为Ff,则
mgsinα+F1-Ff="0 " ………(2分)
代入数据得 Ff="4.6×10-2N " ………(2分)
摩擦力方向沿斜面向上  ………(2分)
(3)在0~1.0×10-2s时间内线框中产生的感应电动势

代入数据得 E2=" 0.80V " ………(2分)
设磁场变化周期为T,线框中的电功率为P,则
  ………(4分)
代入数据得   P="0.24W " ………(2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,质量m=6.0×10-3kg,边长L=0.20m,电阻R=1.0欧的正方形单匝金属线框abcd,置于倾角30°的绝缘斜面上,ab边沿着水平方向,线框的下半部分处于垂直斜面向上的匀强…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  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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