问题
问答题
在拆装某种大型电磁设备的过程中,需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合,然后再提升直至离开磁场.操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈.假设该线圈可简化为水平长为L,上下宽度为d的矩形线圈,其匝数为n,总质量为M,总电阻为R.磁场的磁感应强度为B,如图所示.开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐.若转动手摇轮轴A.在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场.求此过程中.
(1)流过线圈中每匝导线横截面的电量是多少?
(2)在转动轮轴时,人至少需做多少功?(不考虑摩擦影响).
答案
(1)在匀速提升过程中线圈运动速度 υ=
①d t
线圈中感应电动势 E=nBLυ②
产生的感应电流I=
③流过导线横截面的电量q=I?t④E R
联立①②③④得q=
.nRLd R
(2)匀速提拉过程中,要克服重力和安培力做功
即 W=WG+WB⑤
又WG=Mgd⑥
WB=nBILd⑦
联立①②③⑤⑥⑦可得 W=Mgd+
.nB2L2d2 R?t
答:(1)流过线圈中每匝导线横截面的电量是
.nRLd R
(2)在转动轮轴时,人至少需做功为Mgd+
.nB2L2d2 R?t