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）在下面坐標圖中畫出線框產生的電流隨時間變化圖象（取方向為電流正方向）。
（3）線框經過磁場區(qū)域的整個過程，拉力F做多少功？

Answer 1

（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生感應電動勢，電動勢E與切割的有效線長度有關，即
         （1分）
當時，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，感應電動勢有效值為
          （1分）
              （1分）
如圖，線框經過磁場時拉力做功為     
        （2分
考點：考查電磁感應與圖像
點評：難度較大，產生的感應電流的變化決定于切割磁感線的有效長度的變化，首先判斷感應電流為正弦變化，根據正弦交流電相關知識求解