Question

（09年泰州市聯(lián)考）（16分）如圖所示，空間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度T。一質(zhì)量kg，總電阻，邊長m的正方形均勻?qū)�體框平放在粗糙的水平地面上，在一與導(dǎo)體框平面始終垂直的外力作用下做如下運(yùn)動(dòng)：首先外力作用在邊上，線框繞邊順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，然后外力作用到邊上，線框繞邊順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)……如此不斷重復(fù)，線框在地面上向右翻轉(zhuǎn)，線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度rad/s保持恒定。

（1）線框繞邊轉(zhuǎn)動(dòng)，求當(dāng)邊轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)AB邊上所加水平外力的大��；

（2）求從線框繞邊開始轉(zhuǎn)動(dòng)到邊豎直的這四分之一圈內(nèi)線框上產(chǎn)生的電熱；

（3）從運(yùn)動(dòng)開始作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，求出在第一個(gè)周期內(nèi)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差_AB隨時(shí)間變化的關(guān)系，并作出_AB隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線。

Answer 1

解析：（1）當(dāng)以CD為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， AB棒切割磁感線，當(dāng)轉(zhuǎn)到AD邊豎直時(shí)

 

（2分）

 

   （2分）

 

AB受到的水平外力應(yīng)等于AB邊受到的安培力

 

（2分）

 

（2）在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，線圈內(nèi)產(chǎn)生了交變電流，從開始轉(zhuǎn)動(dòng)到AD邊豎直可視為正弦交變電流的0到T/4   （2分）

 

所以Q=0.00196J（2分）

 

（3）當(dāng)以CD為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，僅AB棒切割磁感線。（2分

 

   當(dāng)以AB為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，僅CD棒切割磁感線。

 

    （2分）

 

    第一個(gè)周期內(nèi)兩點(diǎn)間的電勢(shì)差隨時(shí)間變化的關(guān)系為

 

       

（2分）