如图所示,由粗细均匀的电阻丝绕成的矩形导线框abcd固定于水平面上,导线框边长=L,=2L,整个线框处于竖直方...
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如图所示,由粗细均匀的电阻丝绕成的矩形导线框abcd固定于水平面上,导线框边长=L, =2L,整个线框处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,导线框上各段导线的电阻与其长度成正比,已知该种电阻丝单位长度上的电阻为,的单位是Ω/m.今在导线框上放置一个与ab边平行且与导线框接触良好的金属棒MN,MN的电阻为r,其材料与导线框的材料不同.金属棒MN在外力作用下沿x轴正方向做速度为v的匀速运动,在金属棒从导线框最左端(该处x=0)运动到导线框最右端的过程中:
(1)请写出金属棒中的感应电流I随x变化的函数关系式;
(2)试*当金属棒运动到bc段中点时,MN两点间电压最大,并请写出最大电压Um的表达式;
(3)试求出在此过程中,金属棒提供的最大电功率Pm;
(4)试讨论在此过程中,导线框上消耗的电功率可能的变化情况.
【回答】
(2)MN两点间电压当外电阻最大时U有最大值Um
因为外电路电阻,当L+2x=5L-2x,即x=L时有
(3)
(4)外电路电阻,。
当r<,即r<时,导线框上消耗的电功率先变小,后变大;当< r<,即<r<时,导线框上消耗的电功率先变大,后变小,再变大,再变小;当r>,即r>时,导线框上消耗的电功率先变大,后变小.
知识点:专题八 电磁感应
题型:计算题
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