题目内容

如图11-3所示,直角三角形导线框ABC,处于磁感强度为B的匀强磁场中,线框在纸面上绕B点以匀角速度ω作顺时针方向转动,∠B=60°,∠C=90°,AB=l,求A,C两端的电势UAC。


解析:

【错解】

把AC投影到AB上,有效长度AC′,根据几何关系(如图11-4),

【错解原因】

此解错误的原因是:忽略BC,在垂直于AB方向上的投影BC′也切割磁感线产生了电动势,如图11-4所示。

【分析解答】

该题等效电路ABC,如图11-5所示,根据法拉第电磁感应定律,穿过回路ABC的磁通量没有发生变化,所以整个回路的

ε总=0    ①

设AB,BC,AC导体产生的电动势分别为ε1、ε2、ε3,电路等效于图11-5,故有

ε总=ε1+ε2+ε3    ②

【评析】

注意虽然回路中的电流为零,但是AB两端有电势差。它相当于两根金属棒并联起来,做切割磁感线运动产生感应电动势而无感应电流。

练习册系列答案
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如图甲所示,水平桌面上固定有一位于竖直平面内的弧形轨道A,其下端的切线是水平的,轨道的厚度可忽略不计。将小铁块B从轨道的固定挡板处由静止释放,小铁块沿轨道下滑,最终落到水平地面上。若测得轨道末端距离水平地面的高度为h,小铁块从轨道飞出到落地的水平位移为x,已知当地的重力加速度为g。

1.小铁块从轨道末端飞出时的速度v =          。 

2.若轨道A粗糙,现提供的实验测量工具只有天平和直尺,为求小铁块下滑过程中克服摩擦力所做的功,在已测得h和x后,还需要测量的物理量有                   (简要说明实验中所要测的物理量,并用字母表示)。小铁块下滑过程中克服摩擦力所做功的表达式为W=                。(用已知条件及所测物理量的符号表示)

3.若在竖直木板上固定一张坐标纸(如图11乙所示),并建立直角坐标系xOy,使坐标原点O与轨道槽口末端重合,y轴与重垂线重合,x轴水平。实验中使小铁块每次都从固定挡板处由静止释放并沿轨道水平抛出。依次下移水平挡板的位置,分别得到小铁块在水平挡板上的多个落点,在坐标纸上标出相应的点迹,再用平滑曲线将这些点迹连成小铁块的运动轨迹。在轨迹上取一些点得到相应的坐标(x1、y1)、(x2、y2)、(x3、y3)……,利用这些数据,在以y为纵轴、x为横轴的平面直角坐标系中做出y-x2的图线,可得到一条过原点的直线,测得该直线的斜率为k,则小铁块从轨道末端飞出的速度v=        。(用字母k、g表示)

 

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