如图3-11所示,一个电阻R=0.2 Ω的矩形线圈abcd.边长分别为l1=0.3 m,l2=0.2 m,沿水平方向以速度ν=5 m/s匀速地通过宽度l=0.1 m的匀强磁场(图中虚线所示范围内).已知线圈经过磁场后释放的热量Q=0.2 J,求:(1)磁感应强度的大小;(2)线圈中感应电流的大小.
如图3-11所示,一个电阻R=0.2 Ω的矩形线圈abcd.边长分别为l1=0.3 m,l2=0.2 m,沿水平方向以速度ν=5 m/s匀速地通过宽度l=0.1 m的匀强磁场(图中虚线所示范围内).已知线圈经过磁场后释放的热量Q=0.2 J,求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)线圈中感应电流的大小.
(1)磁感应强度的大小;
(2)线圈中感应电流的大小.
参考解析
解析:由图3-11见,当线圈的bc边或ad边通过磁场时,切割磁感线,线圈中有感应电流。 (1)由闭合电路的欧姆定律知感应电流为
bc和ad切割磁感线产生的感应电动势为
代入式①得
设bc、ad在磁场中运动的时间为t,则线圈中通过感应电流的时间为2t.由焦耳定律知线圈中产生的热量是
Q=2tI2R
把式②代入上式得
因此,磁感应强度为
代入题给数值得
(2)线圈中的感应电流为
代入已知数值得
【解题指要】本题是一道电学的综合性计算题,它包含了电磁感应、闭合电路欧姆定律和
焦耳定律等知识点.
显然,当线圈右边bc进入磁场中时,切割磁感线,矩形线圈中有感应电流.同理,当线圈左边ad进入磁场中时,线圈中也有感应电流.两次电流的大小相等,通电时间相等,但在线圈中的绕行方向相反.有些考生在解本题时只考虑bc或ad中一条边进入磁场的感应电流而忽略了另一边进入磁场的感应电流.
因为线圈是电阻性的,所以电流的功全部转变为电阻上散发的热量.
在本题的条件下,解题结果与ab、cd的长度l1无关.
务必指出本题的条件是ab边的长度l1小于磁场的宽度l.如果l>l1,线圈中感应电流的通电
bc和ad切割磁感线产生的感应电动势为
代入式①得
设bc、ad在磁场中运动的时间为t,则线圈中通过感应电流的时间为2t.由焦耳定律知线圈中产生的热量是
Q=2tI2R
把式②代入上式得
因此,磁感应强度为
代入题给数值得
(2)线圈中的感应电流为
代入已知数值得
【解题指要】本题是一道电学的综合性计算题,它包含了电磁感应、闭合电路欧姆定律和
焦耳定律等知识点.
显然,当线圈右边bc进入磁场中时,切割磁感线,矩形线圈中有感应电流.同理,当线圈左边ad进入磁场中时,线圈中也有感应电流.两次电流的大小相等,通电时间相等,但在线圈中的绕行方向相反.有些考生在解本题时只考虑bc或ad中一条边进入磁场的感应电流而忽略了另一边进入磁场的感应电流.
因为线圈是电阻性的,所以电流的功全部转变为电阻上散发的热量.
在本题的条件下,解题结果与ab、cd的长度l1无关.
务必指出本题的条件是ab边的长度l1小于磁场的宽度l.如果l>l1,线圈中感应电流的通电
相关考题:
一正方形线圈每边长0.1m,在磁感应强度大小为0.04T的均匀磁场中以角速度ω=200rad/s匀速转动,转轴通过线圈中心并与一边平行,且与磁场方向垂直,则线圈中动生电动势的最大值为( )A.0.02VB.0.08VC.0.2VD.0.8V
如图所示,导体回路处在一均匀磁场中,B = 0. 5T,R= 2Ω,ab边长L=0. 5m,可以滑动,α=60°,现以速度v=4m/s将ab边向右匀速平行移动,通过R的感应电流为:A. 0. 5A B. -1A C.-0. 86A D. 0. 43A
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如图所示的汇流叉管。已知流量Q1=1.5m3/s,Q2=2.6m3/s,过流断面3—3的面积A3=0.2m2。则断面3—3的平均流速为( )。A. 3.5m/sB. 4.5m/sC. 5.5m/sD. 6.5m/s
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自动人行道的名义速度为0.5m/s、0.75m/s时的制停距离分别为()m、()m。A、0.2~1.3;0.3~1.5B、0.3~1.0;0.4~1.3C、0.2~1.0;0.4~1.5D、0.3~1.3;0.4~1.5
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