题目内容

如图所示,磁场的方向垂直于xy平面向里,磁感强度B沿y方向没有变化,沿x方向均匀增加,每经过1cm增加量为1.0×10-4T,即=1.0×10-4T/cm,有一个长L=20cm,宽h=10cm的不变形的矩形金属线圈,以v=20cm/s的速度沿x方向运动.则线圈中感应电动势E为    ,若线圈电阻R=0.02Ω,为保持线圈的匀速运动,需要外力大小为    .
【答案】分析:(1)求出线圈移动△S磁通量的变化量以及所需的时间,根据法拉第电磁感应定律E= 求出感应电动势的大小.
(2)根据欧姆定律求出电流,根据安培力公式可求出其大小,由于线圈做匀速运动,知外力等于线圈所受的安培力,即可求解.
解答:解:(1)设线圈向右移动一距离△S,则通过线圈的磁通量变化为:
△Φ=h△SL,而所需时间为△t=,
根据法拉第电磁感应定律可感应电动势力为E==hvL=4×10-5 V.
(2)根据欧姆定律可得感应电流I==2×10-3 A,
电流方向是沿逆时针方向的,导线dc受到向左的力,导线ab受到向右的力.安培力的合力FA=(B2-B1)Ih=LIh=4×10-7N,
所以外力F=FA=4×10-7N.
故答案为:4×10-5V;4×10-7N.
点评:解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律E=.
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