题目内容
【题目】如图所示,粗糙斜面的倾角,半径的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场,一个匝数n=10匝的刚性正方形线框abcd,通过松驰的柔软导线与一个额定功率的小灯泡A相连,圆形磁场的一条直径恰好与线框bc边重合,已知线框总质量,总电阻,边长,与斜面间的动摩擦因数,从时起,磁场的磁感应强度按的规律变化,开始时线框静止在斜面上,在线框运动前,灯泡始终正常发光。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,(g取,
,)求:
(1)线框不动时,回路中的感应电动势E;
(2)小灯泡正常发光时的电阻R;
(3)线框保持不动的时间内,小灯泡产生的热量Q。
【答案】(1)2.5v(2)1.25(3)3.2J
【解析】(1)由法拉第电磁感应定律:,得到:
(2)小灯泡正常发光,有
由闭合电路欧姆定律有:
即有:
代入数据可以得到:;
(3)对线框bc边处于磁场中的部分受力分析如图,当线框恰好要运动时,磁场的磁感应强度大小为,由力的平衡条件有:
由上解得线框刚要运动时,磁场的磁感应强度大小为,线框在斜面上可保持静止的时间为
小灯泡产生的热量
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