题目内容
13.如图所示,矩形线圈边长ab=5cm,ad=10cm,电阻为2Ω.磁场方向垂直线圈平面,磁感应强度沿正x轴均匀增加,且$\frac{△B}{△x}$=10T/m,若使线圈沿正x方向以v=2m/s的速度匀速运动,运动中ab边始终与y轴平行.求运动过程中水平拉力的功率.分析 由于磁感应强度沿正x轴均匀增加,所以线圈向右匀速运动时,穿过线圈的磁通量不断增大,产生感应电流,由法拉第电磁感应定律求得线圈中的感应电动势,再由功率公式求解电功率,即等于水平拉力的功率.
解答 解:根据法拉第电磁感应定律,线圈中的感应电动势 E=$\frac{△Φ}{△t}$=$\frac{S△B}{△t}$
而△t=$\frac{△x}{v}$,所以E=$\frac{Sv△B}{△x}$=$\frac{0.05×0.1×2×10}{1}$=0.1V,保持不变
水平拉力的功率等于回路中的电功率,所以有 P=$\frac{{E}^{2}}{R}$=$\frac{0.{1}^{2}}{2}$=0.005W
答:运动过程中水平拉力的功率是0.005W.
点评 解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律一般式E=$\frac{△Φ}{△t}$,明确磁通量的变化量与磁感应强度变化量的关系.
练习册系列答案
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C. | 将滑动变阻器R1的滑片向右滑动,电流表的示数变大 | |
D. | 若将开关K1断开,增大电容器两板间的距离,θ角变大 |
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B. | 2s末物体的位置坐标x=12m | |
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D. | 物体通过区间150m≤x≤600m,所用的时间为10s |