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在磁感应强度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边与磁场的左侧边界重合,如图所示,线圈的电阻R=0.4Ω.用外力把线圈从磁场中移出有两种方

网友投稿  2023-04-19 00:00:00  零零社区

◎ 题目

在磁感应强度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边与磁场的左侧边界重合,如图所示,线圈的电阻R=0.4Ω.用外力把线圈从磁场中移出有两种方法:一种是用外力把线圈从左侧边界匀速平移出磁场;另一种是以ad边为轴,用力使线圈匀速转动移出磁场,两种过程所用时间都是t=0.1s.求
(1)线圈匀速平移出磁场的过程中,外力对线圈所做的功.
(2)线圈匀速转动移出磁场的过程中,外力对线圈所做的功.

◎ 答案

(1)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E=BLv.而v=
L
t

外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能,即
W1=
E2
R
t
=
(BLv)2
R
t
=
(BL?
L
t
)
2
R
t
=
B2L4
Rt
=
0.52×0.24
0.4×0.1
=0.01J
(2)线圈以ad边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:
Em=BSω,ω=
π
2t

外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能,即
W2=
(
Em

2
)2
R
?t
=
E2m
2R
t
=
πB2L4
8Rt
=0.012J
答:
(1)线圈匀速平移出磁场的过程中,外力对线圈所做的功为0.01J.
(2)线圈匀速转动移出磁场的过程中,外力对线圈所做的功为0.012J.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“在磁感应强度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边与磁场的左侧边界重合,如图所示,线圈的电阻R=0.4Ω.用外力把线圈从磁场中移出有两种方…”主要考查了你对  【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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