Question

（18分）如圖甲所示，靜止在粗糙水平面上的正三角形金屬線框，匝數(shù)N=10、總電阻R = 2.5Ω、邊長L = 0.3m，處在兩個半徑均為r =的圓形勻強磁場區(qū)域中，線框頂點與右側圓形中心重合，線框底邊中點與左側圓形中心重合．磁感應強度B1垂直水平面向外，大小不變、B2垂直水平面向里，大小隨時間變化，B1、B2的值如圖乙所示．線框與水平面間的最大靜摩擦力f = 0.6N ，（取），求：

（1）t = 0時刻穿過線框的磁通量；

（2）線框滑動前的電流強度及電功率；

（3）經過多長時間線框開始滑動及在此過程中產生的熱量．

 

 

Answer 1

（1）0.005Wb （2）0.025W （3）0.01J

【解析】

試題分析：（1）設磁場向下穿過線框磁通量為正，由磁通量的定義得t=0時

----------------------3分（2+1）

（沒有規(guī)定磁通量正負、結果為正或負不扣分，考慮到磁通量相減，表達式中多了N可得1分）

（2）根據(jù)法拉第電磁感應定律

-------------------------3分（2+1）

-----------------------------------------------2分（1+1）

------------------------------------------2分（1+1）

（3）右側線框每條邊受到的安培力

----------------------------1分

因兩個力互成1200，兩條邊的合力大小仍為F1，----------1分（用等效長度計算也給這兩步分）

左側線框受力---------------------------------------1分

線框受到的安培力的合力------------------------1分

當安培力的合力等于最大靜摩擦力時線框就要開始滑動------1分

即

解得----------------------------------------1分

----------------------------------2分（1+1）

說明：計算過程中若沒有考慮匝數(shù)N，公式應用正確，最多扣2分.

考點：本題考查電磁感應定律，能量守恒