如图12所示,一个被x轴与曲线方程(m)所围的空间中存在着匀强磁场。磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=0.2T。正方形金属线框的边长是L=0.40m,电阻是R=0.1Ω,它的一边与x

◎ 题目

如图12所示,一个被x轴与曲线方程(m)所围的空间中存在着匀强磁场。磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=0.2T。正方形金属线框的边长是L=0.40m,电阻是R=0.1Ω,它的一边与x轴重合,在拉力F的作用下,线框以v=10m/s的速度水平向右匀速运动。试求:
(1)拉力F的最大功率是多少?
(2)拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区?

◎ 答案

(1)  1.6W   (2)  0.048J

◎ 解析

(1)当线框的一条竖直边运动到x=0.15m处时,线圈的感应电动势最大。Em=BLv=0.2×0.2×10(V)="0.4V.  " (4分)
根据欧姆定律可得最大电流为:A.    (2分)
所以拉力F的最大值为:Fm=BLIm=0.2×4×0.2(N)="0.16N.   " (2分)
拉力F最大功率为:Pm=Fmv=0.16×10(W)="1.6W.           " (2分)
(2)把线框拉过磁场区域时,因为有效切割长度是按正弦规律变化的,所以,线框中的电流也是按正弦规律变化的(有一段时间线框中没有电流)。电动势的有效值是:
V               (2分)
通电时间为:s,            (3分)
拉力做功:J     (3分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图12所示,一个被x轴与曲线方程(m)所围的空间中存在着匀强磁场。磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=0.2T。正方形金属线框的边长是L=0.40m,电阻是R=0.1Ω,它的一边与x…”主要考查了你对  【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】  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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