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manfen5.com 满分网如图所示,一个被x轴与曲线方程manfen5.com 满分网(m)所围的空间中存在着匀强磁场.磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=0.2T.正方形金属线框的边长L=0.40m,电阻R=0.1Ω,重力不计.它的一边与y轴重合,在拉力F的作用下,以v=10m/s的速度水平向右匀速运动.求:
(1)拉力F的最大功率是多少?
(2)拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区?
线框的一边做切割磁感线运动,产生感应电动势,当切割长度最大时,感应电流最大,拉力最大,拉力功率最大.线框右边和左边分别切割磁感线,产生正弦式交变电流,可用切割感应电动势公式、安培力和功、功率知识求解. 【解析】 (1)当线框的一条竖直边运动到x=0.15m处时,线圈的感应电动势最大,最大值为Em=BLv=0.2×0.2×10V=0.4V 根据欧姆定律可得最大电流为:A 所以拉力F的最大值为:Fm=BLIm=0.2×4×0.2 N=0.16 N 拉力F最大功率为:Pm=Fmv=0.16×10 W=1.6 W (2)把线框拉过磁场区域时,因为有效切割长度是按正弦规律变化的,所以,线框中的电流也是按正弦规律变化的(有一段时间线框中没有电流).电动势的有效值是:V 通电时间为:s 拉力做功:J 答: (1)拉力F的最大功率是1.6W. (2)拉力F要做0.048J的功才能把线框拉过磁场区.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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