题目内容
如下图所示,某矩形线圈长为L、宽为d、匝数为n、总质量为M,其电阻为R,线圈所在磁场的磁感应强度为B,最初时刻线圈的上边缘与有界磁场上边缘重合,若将线圈从磁场中以速度v匀速向上拉出,则:
(1)流过线圈中每匝导线横截面的电荷量是多少?
(2)外力至少对线圈做多少功?
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【命题立意】本题主要考查计算感应电动势和线圈所受安培力。
【思路点拨】求感应电动势的平均值用E=nΔΦ/Δt公式,而导线切割磁感线运动产生感应电动势的瞬时值用公式E=BLv计算。在此基础上求感应电流、外力对线圈做的功。
【答案】(1)
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【解析】(1)由题意可得:
①(1分)
②(1分)由①②联立解得:
(1分)
(2)线圈匀速离开磁场的过程中,线圈所受安培力为:
(1分)
由动能定理可得:
(1分)由以上各式联立解得:
(1分)
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