题目内容
【题目】如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中,金属框平面与磁场方向垂直,电阻,边长。求
(1)在到时间内,金属框中的感应电动势E;
(2)时,金属框ab边受到的安培力F的大小和方向;
(3)在到时间内,金属框中电流的电功率P。
【答案】(1)0.08V;(2)0.016N,方向垂直于ab向左;(3)0.064W
【解析】
(1)在到的时间内,磁感应强度的变化量,设穿过金属框的磁通量变化量为,有
①
由于磁场均匀变化,金属框中产生的电动势是恒定的,有
②
联立①②式,代入数据,解得
③
(2)设金属框中的电流为I,由闭合电路欧姆定律,有
④
由图可知,时,磁感应强度为,金属框ab边受到的安培力
⑤
联立①②④⑤式,代入数据,解得
⑥
方向垂直于ab向左。⑦
(3)在到时间内,金属框中电流的电功率
⑧
联立①②④⑧式,代入数据,解得
⑨
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