如图所示,电阻为R的矩形线圈abcd,边长ab=L,bc=h,质量为m.该线圈自某一高度*落下,通过一水平方向的匀强磁场,磁场区域的宽度为h,磁感应强度为B.若线圈恰好以恒定速度通过磁场,则线圈全部通过磁场所用的时间为多少?
问题描述:
如图所示,电阻为R的矩形线圈abcd,边长ab=L,bc=h,质量为m.该线圈自某一高度*落下,通过一水平方向的匀强磁场,磁场区域的宽度为h,磁感应强度为B.若线圈恰好以恒定速度通过磁场,则线圈全部通过磁场所用的时间为多少?
答
设线圈通过磁场时的速度为v.则线圈产生的感应电动势为:E=BLv,感应电流为:I=ER所受的安培力为:F=BIL联立得:F=B2L2vR由于线圈匀速运动,重力与所受的安培力平衡,则有:mg=F联立解得:v=mgRB2L2所以线圈全部通过...
答案解析:线圈以恒定速度通过磁场时做匀速直线运动,安培力与重力平衡,由法拉第电磁感应定律、欧姆定律推导出安培力与速度的关系式,再由平衡条件求出线圈的速度,即可由位移时间公式求出时间.
考试点:导体切割磁感线时的感应电动势.
知识点:本题考查了电磁感应与力学和能量的综合,是高考常见的题型,关键要推导出安培力的表达式,运用平衡条件解题.