匀强磁场磁感应强度B=0.2T,磁场宽度L=3m,一正方形金属框边长ab=l=1m,每边电阻r=0.2Ω,金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,如图所示,求:(1)画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流的I-t图线.(要求写出作图依据)(2)画出ab两端电压的U-t图线.(要求写出作图依据)
问题描述:
匀强磁场磁感应强度B=0.2T,磁场宽度L=3m,一正方形金属框边长ab=l=1m,每边电阻r=0.2Ω,金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,如图所示,求:
(1)画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流的I-t图线.(要求写出作图依据)
(2)画出ab两端电压的U-t图线.(要求写出作图依据)
答
(1)线框在进入和穿出磁场的过程产生的感应电流大小相等,I=BlabvR=0.2×1×104×0.2=2.5A,进入与穿出穿出的时间:t=lv=110=0.1s,线框完全在磁场的时间:t′=L−lv=3−110=0.2s,线框完全在你磁场中时,穿过线框...
答案解析:(1)本题分三段研究:线框进入磁场、完全进入磁场和穿出磁场三个过程.由E=BLv、I=
结合求解感应电流的大小.由右手定则判断感应电流的方向,再画出图象;E R
(2)根据ab两端电压Uab与感应电动势的关系,求出Uab,画出电压图象;
考试点:导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律.
知识点:本题考查了作I-t、U-t图象,应用E=BLv求出电动势、因感应欧姆定律求出电流、分析清楚线框运动过程、求出I、U随时间变化的关系即可正确解题.