将一个矩形金属线框折成“L”形框架abcdefa(∠dcb=∠efa=90°),置于倾角为α=37°的斜面上,ab边与斜

将一个矩形金属线框折成“L”形框架abcdefa(∠dcb=∠efa=90°),置于倾角为α=37°的斜面上,ab边与斜面底边MN平行,如图所示.ab=bc=cd=de=ef=fa=0.2m,线框总电阻为R=0.02Ω,ab边和de边的质量均为m=0.01kg,其余四边的质量均不计,框架可绕过c、f点的固定轴转动.现从t=0时刻开始沿斜面向上加一随时间均匀增加的、范围足够大的匀强磁场,磁感强度与时间关系为B=kt(k=0.5T/s),磁场方向与cdef面垂直.
(1)求线框中感应电流的大小,并指明ab段导线上感应电流的方向;
(2)t为何值时,框架开始绕固定轴转动?
八爪鱼 1年前 已收到1个回答 举报

班竹20 幼苗

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(1)根据法拉第电磁感应定律,有:
ε=n
△Φ
△t =
△BS
△t =kS=0.5×0.2 2 V=0.02V
根据欧姆定律,有:
I=
ε
R =
0.02
0.02 A=1A
故ab段导线上的感应电流的方向为a→b
(2)框架开始转动时力矩平衡,有:
mgLcosα+mgLsinα=F A L
解得:F A =mgcosα+mgsinα=mg(cosα+sinα)=0.01×10×(0.8+0.6)N=0.14N
根据安培力公式,有:
F A =BIL=ktIL
解得:t=
FA
kIL =
0.14
0.5×1×0.2 s=1.4s
答:(1)线框中感应电流的大小为1A,ab段导线上感应电流的方向为a→b;
(2)t为1.4s时,框架开始绕固定轴转动.

1年前

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