题目内容
轻质细线吊着一质量为m=0.32 kg,边长为L=0.8 m、匝数n=10的正方形线圈,总电阻为r=1 Ω,边长为
的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图甲所示,磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化如图乙所示,从t=0开始经t0时间细线开始松弛,取g=10 m/s2.求:
(1)在前t0时间内线圈中产生的电动势.
(2)在前t0时间内线圈的电功率.
(3)t0的值.
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解析:
(1)由法拉第电磁感应定律得
E=n
=n×
×(
)2
=10×
×(
)2×0.5 V=0.4 V. (3分)
(2)I=
=0.4 A,P=I2r=0.16 W. (3分)
(3)分析线圈受力可知,当细线松弛时有:F安=nBt0I
=mg,I=
, (2分)
Bt0=
=2 T (2分)
由图象知:Bt0=1+0.5t0(T),解得t0=2 s. (2分)
答案:(1)0.4 V (2)0.16 W (3)2 s
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