(2009•淄博一模)半径为r=0.4m的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里.边长为L=

(2009•淄博一模)半径为r=0.4m的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里.边长为L=1.2m 的金属正方形框架ABCD在垂直磁场的平面内放置,正方形中心与圆心O重合.金属框架AD与BC边上分别接有L1、L2两灯,两灯的电阻均为R=2Ω,一金属棒MN平行AD边搁在框架上,与框架电接触良好,棒MN的电阻为每米0.5Ω,框架ABCD的电阻均忽略不计.
(1)若棒以匀速率向右水平滑动,如图所示.当滑过AB与DC边中点E、F时,灯L1中电流为0.2A,求棒运动的速率.
(2)撤去金属棒MN,将右半框架EBCF以EF为轴向下翻转 90°,若翻转后磁场随时间均匀变化,且灯L1的功率为1.28×10-2W,求磁场的变化率△B/△t.
ckvoaisufpoasiu 1年前 已收到1个回答 举报

jht711 幼苗

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解题思路:(1)棒滑过AB与DC边中点E、F时,产生感应电动势,已知通过灯L1中电流为0.2A,则流过棒的电流为0.4A,根据闭合电路欧姆定律可求得感应电动势的大小,再由公式E=BLv求出棒运动的速率.
(2)根据功率公式P=
U2
R
,求出灯泡的电压,得到回路中感应电动势,再由法拉第电磁感应定律求得磁场B的变化率.

(1)由题,灯L1中电流为I1=0.2A,则流过棒的电流I=2I1=0.4A
根据闭合电路欧姆定律得
金属棒产生的感应电动势 E=U+Ir1=I1R+Ir1=0.2×2+0.4×0.6=0.64V
由E=B•2r•v得:
v=[E/2Br]=[0.64/2×0.4×0.2]=4m/s
(2)由P=
U2
R,得灯泡L1的电压U=
PR=0.16V;
感应电动势为 E=2U=0.32V
而E=[△Φ/△t]=S[△B/△t]=
πr2
2•
△B
△t,
所以:[△B/△t]=[E

1/2πr2]
代入解得,[△B/△t]=1.27T/s
答:
(1)棒运动的速率是4m/s.
(2)磁场的变化率[△B/△t]为1.27T/s.

点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势.

考点点评: 本题是电磁感应中的电路问题,关键要运用法拉第电磁感应定律求解感应电动势,同时要根据电路的结构,运用电路的基本规律--闭合电路欧姆定律、功率公式进行求解.

1年前

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