问题 问答题

如图甲所示,匀强磁场区域宽为2L,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外.由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd边长为L,总电阻为R.在线框以垂直磁场边界的速度v,匀速通过磁场区域的过程中,线框ab、cd两边始终与磁场边界平行.求:

(1)cd边刚进入磁场时,ab中流过的电流及其两端的电压大小;

(2)在下面的乙图中,画出线框在穿过磁场的过程中,ab中电流I随线框运动位移x的变化图象,并在横纵坐标中标出相应的值.取线框刚进入磁场时x=0,电流在线框中顺时针流动方向为正.

答案

(1)cd进入磁场过程中,cd切割磁感线产生的感应电动势:E=BLv,

流过导线ab的感应电流:I=

BLv
R

ab两端的电压:U=I×

1
4
R=
1
4
BLv;

(2)在0-L内,电流I=

BLv
R
,由右手定则可知,电流沿逆时针方向,是负的,

在L-2L中,穿过线框的磁通量不变,没有感应电流,

在2L-3L中,电流I=

BLv
R
,由右手定则可知,电流沿顺时针方向,是正的,

图象如图所示,

答:(1)ab中流过的电流为

BLv
R
,其两端的电压为:
1
4
BLv;

(2)图象如图所示.

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