解题思路:转动时产生的电流为交流电,计算线圈产生的热量要用电压的有效值,根据能量守恒外力做的功等于线圈产生的焦耳热.
使线圈匀速平动移出磁场时,
bc边切割磁感线而产生恒定感应电动势:ε=BIV…①
线圈中产生恒定的感生电流:I=[ε/R]… ②
外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能为:W外=E电=ε It…③
由①、②、③并代入数据解出:W=0.01J
线圈以ad为轴匀速转出磁场时,线圈中产生的感应电动势和感应电流都是按正弦规律变化的.感应电动势和感应电流的最大值为:
εmax=BSω… ④
Imax=
εmax
R…⑤
④式中的S是线圈面积,ω是线圈旋转的角速度,电路中消耗的电功率应等于
P=ε有I有…⑥
外力对线圈做的功应等于电路中消耗的电能:
W外′=E电′=ε有I有t=(εm•
Im
2)t=0.0123J…⑦
两次外力做功之差为:W′-W=2.5×10-3J.
答:两次外力对线圈做功之差为2.5×10-3J.
点评:
本题考点: 法拉第电磁感应定律.
考点点评: 求第二种情况的功比较简单,第一种情况要结合交流电部分的知识,有一定难度,要注意灵活应用.