在磁感强度B=0.5T的匀强磁场中,有一个正方形金属线圈abcd,边长l=0.2m,线圈的ad边跟磁场的左侧边界重合,如

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  • 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=E=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=εI有…

    外力对线圈做的功应等于电路中消耗的电能:

    W′=E′=εIt=(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.