如圖,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里,大小隨時間由B0開始均勻增大,其變化率
△B△t
=k
,用電阻為R的硬導(dǎo)線做成一邊長為L的方框.將方框固定于紙面內(nèi),其右半部位于磁場區(qū)域中.求:
(1)導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大;
(2)磁場對方框作用力的大小隨時間變化的關(guān)系式.
分析:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢:E=
△B
△t
?
1
2
L2,由歐姆定律求解感應(yīng)電流的大。
(2)根據(jù)安培力公式F=BLI將電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度的表達(dá)式代入解得.
解答:解:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得
    感應(yīng)電動勢  E=
△B
△t
?
1
2
L2=
1
2
kL2

由歐姆定律得感應(yīng)電流的大小I=
E
R
=
kL2
2R

    (2)磁場對方框作用力的大小F=BIL,B=B0+kt
則得到F=
kL3
2R
(B0+kt)

答:(1)導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大小為I=
kL2
2R
 
    (2)磁場對方框作用力的大小隨時間變化的關(guān)系式為F=
kL3
2R
(B0+kt)
點(diǎn)評:法拉第電磁感應(yīng)定律公式具體形式較多,其中僅僅磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的情形是E=N
△B
△t
S,S為有效面積.
練習(xí)冊系列答案
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電磁炮是一種理想的兵器,它的主要原理如圖所示.1982年澳大利亞制成了能把2.2kg靜止的彈體(包括金屬桿EF的質(zhì)量)加速到1.0×104m/s的電磁炮(常規(guī)炮彈的速度約為2ⅹ103m/s).若軌道寬為2m,長100m,通過的電流為10A,則軌道間所加勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度為多大?磁場力的最大功率為多大?(軌道摩擦不計)

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2.5
2.5
T.當(dāng)線框平面以O(shè)為軸逆時針旋轉(zhuǎn)30°時,線框內(nèi)磁通量的變化量為△Φ=
0.146
0.146
Wb.當(dāng)線框平面由初始位置逆時針旋轉(zhuǎn)180°時,線框內(nèi)磁通量的變化量為△Φ'=
0.4
0.4
Wb.

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(1)E0與E1的大小
(2)若從M點(diǎn)射出的粒子恰從中點(diǎn)S位置垂直射入邊長為a的正方形有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域(如圖).要使粒子能夠從最上邊界射出磁場區(qū)域.則該勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B大。

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如圖所示,通電導(dǎo)體棒AC靜止于水平導(dǎo)軌上,棒的質(zhì)量為m長為l,通過的電流強(qiáng)度為I,勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)軌平面成θ角,求導(dǎo)軌受到AC棒的壓力和摩擦力各為多大?

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,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
 
特.(粒子所受重力忽略不計)

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