题目内容

【题目】轻质细线吊着一质量为m=3kg , 边长为L=1m、匝数n=10的正方形线圈总电阻为r=1Ω . 在框的中间位置以下区域分布着矩形匀强磁场,如图甲所示.磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化如图乙所示.求:

(1)请判断全过程线圈中产生的感应电流的方向?
(2)线圈的电功率;
(3)请通过定量计算说明绳子张力的变化情况,并判别是否存在轻质细线的拉力为0的时刻,并说明理由。

【答案】
(1)

0到4s电流的方向为顺时针方向 ,4s后没有电流。


(2)

由法拉第电磁感应定律得:

V P=6.25W


(3)

所以安培力的最大值为25N。

刚开始 t=4s以后

0到4s 拉力从55N 减小到5N,4s以后拉力保持为30N不变,所以不存在拉力为0的时刻


【解析】解:(1)由法拉第电磁感应定律知道:0到4s电流的方向为顺时针方向 ,4s后没有电流(2)由法拉第电磁感应定律得:
V P=6.25W第(3) 所以安培力的最大值为25N。
刚开始 t=4s以后
0到4s 拉力从55N 减小到5N,4s以后拉力保持为30N不变,所以不存在拉力为0的时刻
【考点精析】关于本题考查的电感和电容对交流电的影响,需要了解电感:通直流、阻交流;通低频、阻高频;电容:通交流、隔直流;通高频、阻低频才能得出正确答案.

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