问题 计算题

(16分)t=0时,磁场在xOy平面内的分布如题23图所示.其磁感应强度的大小均为B0,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反.每个同向磁场区域的宽度均为l0.整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动.

(1)若在磁场所在区间,xOy平面内放置一由a匝线圈串联而成的矩形导线框abcd,线框的bc边平行于x轴.bc=lBab=L,总电阻为R,线框始终保持静止.求

①线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;

②线框所受安培力的大小和方向.

(2)该运动的磁场可视为沿x轴传播的波,设垂直于纸面向外的磁场方向为正,画出L=0时磁感应强度的波形图,并求波长和频率f.

答案

(1)①I=

,方向始终沿x轴正方向

(2),波形图如下图所示。

(1)①切割磁感线的速度为v,任意时刻线框中电动势大小

g=2nBvLv                                                                                  (1)

导线中的电流大小

I=                                                    (2)

②线框所受安培力的大小和方向

由左手定则判断,线框所受安培力的方向始终沿x轴正方向.

(2)磁感应强度的波长和频率分别为                  (4)

                                       (5)

t=0时磁感应强度的波形图如答23图

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