Question

如圖所示，在一個(gè)由x軸和曲線為邊界包圍的空間中存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，曲線方程為（單位：m）()。磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)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(yùn)動(dòng)，線框邊長(zhǎng)為0.4m，線框電阻為0.1，試求：

（1）在線框通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，拉力F的最大瞬時(shí)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(shí)間變化圖象（取方向?yàn)殡娏髡�方向）�?/p>

（3）線框經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的整個(gè)過(guò)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(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)切割磁感線均會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)E與切割的有效線長(zhǎng)度有關(guān)，即

         （1分）

當(dāng)時(shí)，最長(zhǎng)，電動(dòng)勢(shì)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(shí)間的變化圖象如圖所示

  （4分）

（3）在～時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為

          （1分）

              （1分）

如圖，線框經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)時(shí)拉力做功為     

        （2分

考點(diǎn)：考查電磁感應(yīng)與圖像

點(diǎn)評(píng)：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(zhǎng)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(shí)求解