题目内容

1.如图,一匝数为n、边长为a的正方形线圈,左半部分处在方向垂直于线圈平面的磁场中.若在△t时间内,磁感应强度的大小由B均匀增大到2B,则在此过程中,线圈中的感应电动势为$\frac{nB{a}^{2}}{2△t}$;若保持磁感强度的大小B不变,将线圈以垂直于磁场边界的恒定速度v拉出磁场区域,则在此过程中,线圈中的最大感应电动势为$\sqrt{2}$nBav.

分析 根据法拉第电磁感应定律E=n$\frac{△Φ}{△t}$=n$\frac{△B}{△t}$S,求解感应电动势,其中S是有效面积.图示位置时线框有效的切割长度最大,产生的感应电动势最大,由E=BLv求解最大感应电动势.

解答 解:若在△t时间内,磁感应强度的大小由B均匀增大到2B,根据法拉第电磁感应定律得:线圈中的感应电动势为 E=n$\frac{△Φ}{△t}$=n$\frac{△B}{△t}$S=n$\frac{2B-B}{△t}$•$\frac{1}{2}{a}^{2}$=$\frac{nB{a}^{2}}{2△t}$
将线圈以垂直于磁场边界的恒定速度v拉出磁场区域,则在此过程中,线圈中的最大有效切割长度为L=$\sqrt{2}$a,最大感应电动势为 E=nBLv=$\sqrt{2}$nBav
故答案为:$\frac{nB{a}^{2}}{2△t}$,$\sqrt{2}$nBav.

点评 解决电磁感应的问题,关键理解并掌握法拉第电磁感应定律E=n$\frac{△Φ}{△t}$=n$\frac{△B}{△t}$S,知道S是有效面积,即有磁通量的线圈的面积.

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