问题 计算题

如图所示,边长为L的正方形金属框,质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间变化规律为B=kt(k>0),已知细线所能承受的最大拉力为2mg,求:

(1)回路中的感应电流大小及方向

(2)从t=0开始,经多长时间细线会被拉断

答案

(1)逆时针方向(2)

解:(1)依电磁感应规律有:

 …………(1)               (2分)

…………(2)               (1分)

   ……………………(3)               (1分)

解以上三式得:                          (1分)

依据楞次定律知,电流方向为逆时针方向。           (1分)

(2)设经时间t,细线刚要被拉断瞬间有:

  …………………………(4)        (1分)

则对线框受力分析有:

…………(5)        (3分)

又t时刻有,     ………………(6)      (1分)

解(4)、(5)、(6)得:          

                                   (1分)

本题考查的是电磁感应定律和力学综合的问题,根据电磁感应定律求出感应电流,再利用受力分析求得时间;

解答题
单项选择题