将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状,它通过两个小金属环与长直金属杆导通,在外力F作用下,正弦金属线可以在杆上无摩擦滑动.杆的电阻不计,导线电阻为R,ab间距离为2L,导线组成的正弦图形顶部或底部到杆的距离都是d,在导线和杆的平面内有一有界匀强磁场区域,磁场的宽度为L,磁感应强度为B,现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度V向右运动,t=0时刻导线从O点进入磁场,直到全部穿过过程中,外力F做的功为( )
A.B2L2V2 R
B.2B2d2LV
C.3B2d2LV R
D.3B2d2 V2 R
金属导线产生的感应电动势瞬时值为e=Byv,y是有效切割长度.y=dsinωt
得到 e=Bdvsinωt,ω=
=2π T
=2π 2L v
不变πv L
则线圈中产生的是正弦式交变电流,其感应电动势的有效值为E=
Bdv2 2
因为线圈进入和穿出磁场产生的内能相等,外力做功相等.
导线全部穿过磁场过程,导线的总位移为3L,则外力F所做功为W=3
t=3E2 R
•(
Bdv)22 2 R
=L v 3B2d2Lv R
故选C