问题 计算题

(18分)如图甲所示,静止在粗糙水平面上的正三角形金属线框,匝数N=10、总电阻R = 2.5Ω、边长L = 0.3m,处在两个半径均为r =的圆形匀强磁场区域中,线框顶点与右侧圆形中心重合,线框底边中点与左侧圆形中心重合.磁感应强度B1垂直水平面向外,大小不变、B2垂直水平面向里,大小随时间变化,B1、B2的值如图乙所示.线框与水平面间的最大静摩擦力f =" 0.6N" ,(取),求:

(1)t = 0时刻穿过线框的磁通量;

(2)线框滑动前的电流强度及电功率;

(3)经过多长时间线框开始滑动及在此过程中产生的热量.

答案

(1)0.005Wb (2)0.025W  (3)0.01J

题目分析:(1)设磁场向下穿过线框磁通量为正,由磁通量的定义得t=0时

----------------------3分(2+1)

(没有规定磁通量正负、结果为正或负不扣分,考虑到磁通量相减,表达式中多了N可得1分)

(2)根据法拉第电磁感应定律

-------------------------3分(2+1)

-----------------------------------------------2分(1+1)

------------------------------------------2分(1+1)

(3)右侧线框每条边受到的安培力

----------------------------1分

因两个力互成1200,两条边的合力大小仍为F1,----------1分(用等效长度计算也给这两步分)

左侧线框受力---------------------------------------1分

线框受到的安培力的合力------------------------1分

当安培力的合力等于最大静摩擦力时线框就要开始滑动------1分

解得----------------------------------------1分

----------------------------------2分(1+1)

说明:计算过程中若没有考虑匝数N,公式应用正确,最多扣2分.

单项选择题
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