17.高频焊接是一种常用的焊接方法,图1是焊接的原理示意图。将半径为r=10cm的待焊接的环形金属工件放在线圈中,然后在线圈中通以高频变化电流,线圈产生垂直于工件所在平面的匀强磁场,磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示,t=0时刻磁场方向垂直线圈所在平面向外。工件非焊接部分单位长度上的电阻R0=1.0×10-3 W×m-1,焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍,焊接的缝宽非常小,不计温度变化对电阻的影响。
(1)求环形金属工件中感应电流的大小,在图3中画出感应电流随时间变化的i-t图象(以逆时针方向电流为正);
(2)求环形金属工件中感应电流的有效值;
(2008.4.10)
v min = v cos45°=………………………………(2分)
方向沿x轴正方向 …………………………………………(2分)
联立④⑥⑦式得B =……………………………………(2分)
(3)带电质点进入第四象限,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀减速直线运动。当竖直方向的速度减小到0,此时质点速度最小,即v在水平方向的分量
由⑤解得 E =…………………………………(2分)
Bqv = m…………………………⑥(2分)
(2R)2 = (2h)2 + (2h)2 ………………⑦(2分)
求出 v = …④(2分)
方向与x轴负方向成45°角 (1分)
用其它方法求出正确答案的同样给分。
(2)带电质点从P2到P3,重力与电场力平衡,洛伦兹力提供向心力
Eq = mg………………………………⑤(1分)
v0 = …………………②(1分)
vy = gt ……………………③(1分)
h = …………①(2分)
所以