题目内容

【题目】磁场在xOy平面内的分布如图所示,其磁感应强度的大小均为B0,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反,每个同向磁场区域的宽度均为L0,整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动。若在磁场所在区间内放置一由n匝线圈组成的矩形线框abcd,线框的bc=LB、ab=L、LB略大于L0,总电阻为R,线框始终保持静止。求:

(1)线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;

(2)线框所受安培力的大小和方向。

【答案】(1)2nB0Lv ; (2) ,方向沿x轴正方向

【解析】

(1)线框相对于磁场向左做切割磁感线的匀速运动,切割磁感线的速度大小为v,任意时刻线框ab边切割磁感线产生的感应电动势大小为

E1=nB0Lv,

cd边切割磁感线产生的感应电动势大小为

E2=nB0Lv,

ab边和cd边所处的磁场方向总是相反的,故ab边和cd边中产生的感应电动势方向总是相同的,所以总的感应电动势大小

E=2nB0Lv,

由闭合电路欧姆定律得导线中的电流大小

(2)线框所受安培力的大小

,

由左手定则判断,线框所受安培力的方向始终沿x轴正方向。

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