题目内容

4.如图所示,是一个有边界的匀强磁场,磁感应强度B=0.1T,在靠近磁场边缘处放置一个正方形金属线圈abcd,每边长为10cm,每边的等效电阻为0.02Ω,现将线圈沿垂直磁场方向从磁场的右边缘以v=8m/s的速度拉出去,求运动方向上所需要的拉力F多大?(不计重力)

分析 在拉力F拉动物体的过程中,ad边切割磁感线,要使线框匀速运动,由共点力平衡条件可求得拉力的大小.

解答 解:产生的感应电动势E=BLv;
电流I=$\frac{BLv}{4R}$
安培力F=BIL;
将线框匀速拉出时,拉力等于安培力;
故F=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{4R}$=$\frac{0.01×0.{1}^{2}×8}{4×0.02}$=0.01N;
答:运动方向上所需要的拉力F为0.01N.

点评 本题考查导体切割磁感线的规律,要注意明确共点力平衡条件的应用,明确ad边相当于电源.

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