Question

【题目】如图甲所示，绝缘轻杆将一个N=100匝的矩形线圈固定在竖直平面内，悬点P为AB边中点。矩形线圈水平边AB=CD=5cm，竖直边AD=BC=4cm，E、F分别为AD和BC边的中点，在EF上方有一个垂直纸面的匀强磁场。矩形线圈的质量m=10g、电阻为R=1，取如图所示的磁场方向为正方向，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。（已知g=10m/s2）

(1)求在t=0.1s时线圈中电流大小及AB边电流的方向；

(2)求在t=0.1s时轻杆对线圈的作用力大小；

(3)求线圈中感应电流的有效值。

Answer 1

【答案】(1)，方向从A指向B；(2)5.1N；(3)

【解析】

(1)在0~0.2s时间内，由图乙可知其磁通量的变化率不变，由法拉第电磁感应定律得

再由闭合电路欧姆定律求得在这段时间内感应电流的大小

方向从A指向B。

(1)当t=0.1s时线圈AB边所受到的安培力为

方向竖直向下。则此时轻杆对线圈的作用力大小为

由乙图还可求出在0.2~0.5s时间内感应电流的大小

则在一个周期之内

代入数据解得线圈中感应电流的有效值为