题目内容
(09年泰州市联考)(16分)如图所示,空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度T。一质量
kg,总电阻
,边长
m的正方形均匀导体框平放在粗糙的水平地面上,在一与导体框平面始终垂直的外力作用下做如下运动:首先外力作用在
边上,线框绕
边顺时针转动
,然后外力作用到
边上,线框绕
边顺时针转动
……如此不断重复,线框在地面上向右翻转,线框转动时的角速度
rad/s保持恒定。
(1)线框绕边转动,求当
边转到竖直位置时AB边上所加水平外力的大小;
(2)求从线框绕边开始转动到
边竖直的这四分之一圈内线框上产生的电热;
(3)从运动开始作为计时起点,求出在第一个周期内两点间的电势差
AB随时间
变化的关系,并作出
AB随时间
变化的关系图线。
解析:(1)当以CD为轴转动时, AB棒切割磁感线,当转到AD边竖直时
(2分)
(2分)
AB受到的水平外力应等于AB边受到的安培力
(2分)
(2)在转动的过程中,线圈内产生了交变电流,从开始转动到AD边竖直可视为正弦交变电流的0到T/4 (2分)
所以Q=0.00196J(2分)
(3)当以CD为轴转动时,仅AB棒切割磁感线。(2分
当以AB为轴转动时,仅CD棒切割磁感线。
(2分)
第一个周期内两点间的电势差
随时间
变化的关系为
(2分)

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