题目内容
(16分)在拆装某种大型电磁设备的过程中,需将设备内部处于强磁场中的线圈先闭合,然后再提升直至离开磁场。操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈。假设该线圈可简化为水平长为L,上下宽度为d的矩形线圈,其匝数为n ,总质量为M ,总电阻为R ,如图下所示。开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐。若转动手摇轮轴A.在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场.此过程中, 流过线圈中每匝导线横截面的电量为q ,求:
(1) 磁场的磁感应强度.
(2)在转动轮轴时,人至少需做多少功?(不考虑摩擦影响).
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(16分)解:(1)在匀速提升过程中线圈运动速度 v=d/t ① (2分)
线圈中感应电动势 E=nBL v ② (2分)
产生的感应电流I=E/R ③ (2分)
流过导线横截面的电量q=I·t ④ (2分)
联立①②③④得
(1分)
(2)匀速提拉过程中,要克服重力和安培力做功
即 W= WG + WB ⑤ (2分)
又WG =Mgd ⑥ (2分)
WB = nBILd ⑦ (2分)
联立①②③⑤⑥⑦可得 W=Mgd+
(1分)
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