Question

如圖所示，在一個由x軸和曲線為邊界包圍的空間中存在勻強磁場，曲線方程為（單位：m）()。磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小為。有一ab邊與x軸重合的正方形金屬線框在水平拉力F作用下以1.0m/s速度水平向右勻速運動，線框邊長為0.4m，線框電阻為0.1，試求：

（1）在線框通過磁場區(qū)域的過程中，拉力F的最大瞬時功率是多少？

（2）在下面坐標(biāo)圖中畫出線框產(chǎn)生的電流隨時間變化圖象（取方向為電流正方向）。

（3）線框經(jīng)過磁場區(qū)域的整個過程，拉力F做多少功？

 

Answer 1

【答案】

（1）（2）

（3）

【解析】

試題分析：（1）正方形金屬線框進入磁場和離開磁場切割磁感線均會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電動勢E與切割的有效線長度有關(guān)，即

         （1分）

當(dāng)時，最長，電動勢E最大

        （1分）

勻速切割拉力F的功率等于電功率

           （2分）

（2）線框電流隨時間的變化圖象如圖所示

  （4分）

（3）在～時間內(nèi)，感應(yīng)電動勢有效值為

          （1分）

              （1分）

如圖，線框經(jīng)過磁場時拉力做功為     

        （2分

考點：考查電磁感應(yīng)與圖像

點評：難度較大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的變化決定于切割磁感線的有效長度的變化，首先判斷感應(yīng)電流為正弦變化，根據(jù)正弦交流電相關(guān)知識求解