题目内容
(15分)PQ![]()
是由若干正方形导线方格PQ
,
,
, …,
构成的网络,如图1所示。
方格每边长度 l = 10.0 cm 边Q
,
,
…与边P
,
,
,…的电阻都等于r,边PQ,
,
,…的电阻都等2 r 。已知PQ两点间的总电阻为C r ,C是一已知数。在x > 0的半空间分布有随时间t均匀增加的匀强磁场,磁场方向垂直于Oxy平面并指向纸里,如图2所示,
今令导线网络PQ![]()
以恒定的速度v = 5.0 cm/s ,沿x方向运动并进入磁场区域。在运动过程中方格的边PQ始终与y轴平行。若取PQ与y轴重合的时刻为t = 0 ,在以后任一时刻t磁场的磁感应强度为B =
,式中t的单位为s,
为已知恒量,b = 0.10
。求t = 2.5 s时刻,通过导线PQ的电流(忽略导线网络的自感)。
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解析:
网络由n个方格构成,用Rn表示PQ两端的电阻,则:
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设P1Q1左边所有方格的总电阻为Rn-1,
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依次类推,可以求出 P1Q1左边所有的总电阻。
在网络沿x运动时,每一方格子通过y轴的时间为![]()
在t=2.5s,有一个完整的方格在磁场中。如图。
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令方格PQQ1P1中的电动势为![]()
有![]()
方格PQ1Q2P1中电动势为![]()
![]()
因为方格PQQ1P1全部在磁场中,![]()
方格PQ1Q2P1中电动势为![]()
由以上求得:![]()
,![]()
代入数据:![]()
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