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.问:
(1)线圈中感应电动势E是多少?
(2)如果线圈电阻R=0.02Ω,线圈消耗的电功率是多少?
(3)为保持线圈的匀速运动,需要多大外力?机械功率是多少?
| △B |
| △x |
(1)线圈中感应电动势E是多少?
(2)如果线圈电阻R=0.02Ω,线圈消耗的电功率是多少?
(3)为保持线圈的匀速运动,需要多大外力?机械功率是多少?
(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△S
L,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
=4×10-5V.
(2)根据欧姆定律可得感应电流I=
=2×10-3A,
电功率P=IE=8×10-8W
(3)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=4×10-14N,
所以外力F=FA=4×10-14N.
线圈做匀速运动,所受合力应为零.根据能量守恒得机械功率P机=P=8×10-8W.
△Φ=h△S
| △B |
| △x |
| △S |
| v |
根据法拉第电磁感应定律可感应电动势力为E=
| △Φ |
| △t |
| △B |
| △x |
(2)根据欧姆定律可得感应电流I=
| E |
| R |
电功率P=IE=8×10-8W
(3)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=
| △B |
| △x |
所以外力F=FA=4×10-14N.
线圈做匀速运动,所受合力应为零.根据能量守恒得机械功率P机=P=8×10-8W.
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