如图*所示,质量m=6.0×10﹣3kg、边长L=0.20m、电阻R=1.0Ω的正方形单匝金属线框abcd,置...
问题详情:
如图*所示,质量m=6.0×10﹣3 kg、边长L=0.20m、电阻R=1.0Ω的正方形单匝金属线框abcd,置于倾角α=30°的绝缘斜面上,ab边沿水平方向,线框的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律周期*变化,若线框在斜面上始终保持静止,取g=10m/s2,试求:
(1)在0~2.0×10﹣2s内线框中产生的感应电流的大小.
(2)在t=1.0×10﹣2s时线框受到斜面的摩擦力.
【回答】
考点: 导体切割磁感线时的感应电动势.
专题: 电磁感应与电路结合.
分析: (1)由法拉第电磁感应定律可求得电动势,由欧姆定律即可求得电流;
(2)由F=BIL可求得安培力,再根据共点力的平衡条件可求得摩擦力.
解答: 解:(1)设线框中产生的感应电动势为E1,感应电流为I1,则:
E1==
I1=
代入数据解得:E1=0.20 V,I1=0.20 A.
(2)此时线框受到的安培力为:F1=B1I1L
代入数据得:F1=4.0×10﹣3 N
设此时线框受到的摩擦力大小为Ff,则:
mgsinα+F1﹣Ff=0
代入数据得:Ff=3.4×10﹣2 N
摩擦力方向沿斜面向上.
答:(1)在0~2.0×10﹣2s内线框中产生的感应电流的大小为0.20A;
(2)在t=1.0×10﹣2s时线框受到斜面的摩擦力为3.4×10﹣2 N;摩擦力方向沿斜面向上
点评: 本题考查电磁感应与电路及力学的结合,解题的关键在于明确安培力的大小和方向,再根据受力分析及共点力的平衡求解.
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:计算题
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