题目内容

【题目】如图所示,将一根绝缘硬金属导线弯曲成—个完整的正弦曲线形状,它通过两个小金属环a、b与长直金属杆导通,在外力F作用下,正弦形金属线可以在杆上无摩擦滑动。杆的电阻不计,导线电阻为R,ab间距离为2L,导线组成的正弦图形顶部或底部到杆距离都是L/2。在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域,磁场的宽度为L,磁感应强度为B。现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动,在运动过程中导线和杆组成的平面始终与磁场垂直。t=0 时刻导线从O点进入磁场,直到全部穿过磁场,外力F所做功为( )

A. B. C. D.

【答案】C

【解析】

试题分析:金属导线产生的感应电动势瞬时值为e=Byv,y是有效切割长度,y=sinωt,得到 e=Bvsinωt,ω=不变,则线圈中产生的是正弦式交变电流,其感应电动势的有效值为E=Bv,因为线圈进入和穿出磁场产生的内能相等,外力做功相等;导线全部穿过磁场过程,导线的总位移为3L,则外力F所做功为W=×3t=×=。

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