如图所示,一有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧相距为L处,

1个回答

  • (1)在0-

    L

    v 段,通过线圈的磁通量为0.

    L

    v -

    2L

    v ,磁通量为正,大小Φ=BLvt,知磁通量线性增大.

    2L

    v -

    3L

    v ,磁通量先均匀减小到零,然后反向均匀增大.

    3L

    v -

    4L

    v ,磁通量为负,均匀减小到零.如图所示.

    (2)当线圈在

    2L

    v -

    3L

    v 时间段内,产生的感应电动势最大,E=2BLv.

    则最大电流I=

    E

    R =

    2BLv

    R .

    (3)当线圈在

    2L

    v -

    3L

    v 时间段内所需的拉力最大,F=2F A

    安培力 F A =BIL=

    2 B 2 L 2 v

    R .

    则拉力F=

    4 B 2 L 2 v

    R .

    拉力功率的最大值P=Fv=

    4 B 2 L 2 v 2

    R .

    (4)根据能量守恒定律得,线圈在

    L

    v -

    2L

    v 时间内,拉力 F 1 =BIL=

    B 2 L 2 v

    R .

    2L

    v -

    3L

    v 时间段内,拉力 F 2 =

    4 B 2 L 2 v

    R .

    3L

    v -

    4L

    v 时间段内,拉力 F 3 =

    B 2 L 2 v

    R .

    根据能量守恒定律得,Q= F 1 L+ F 2 L+ F 3 L=

    6 B 2 L 3 v

    R .

    答:(1)如图所示.

    (2)线框在通过磁场过程中,线框中电流的最大值为

    2BLv

    R .

    (3)线框在通过磁场过程中,拉力功率的最大值为

    4 B 2 L 2 v 2

    R .

    (4)线框中产生的热量Q为

    6 B 2 L 3 v

    R .

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