如图甲所示,质量m=6.0×10一3kg、边长L=0.20m、电阻R=1.0Ω的正方形单匝金属线框abcd,置于倾角α=30°

2025-05-21 22:14:53
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(1)线框中产生的感应电动势为E1,感应电流为I1,根据法拉第电磁感应定律得:
     E1=

△Φ 1
△t
=
B1
△t
?
L2
2

则得 I1
E1
R

代入数据得E1=0.20V,I1=0.20A
(2)在t=1.0×10-2s时,受到的安培力 F1=B1I1L
代入数据得F1=4×10-3N
设此时线框受到的摩擦力大小为Ff,对线框受力分析:线框受重力、支持力、沿斜面向下的安培力、沿斜面向上的摩擦力.将重力分解,根据平衡状态的条件,在沿斜面方向上得:
mgsinα+F1-Ff=0
代入数据得 Ff=3.4×10-2N,摩擦力方向沿斜面向上.
(3)在0~1.0×10-2s时间内线框中产生的感应电动势
E1=
Φ2
t2
=
B2
t2
?
L2
2

代入数据得 E2=0.40V
设磁场变化周期为T,线框中的电功率为P,则
E
R
?
T
2
+
E
R
?
T
4
=PT
代入数据得 P=0.06W
答:
(1)在O~2.0×10一2s时间内线框中产生的感应电流大小是0.2A;
(2)在t=1.0×l0一2s时线框受到斜面的摩擦力大小为3.4×10-2N,摩擦力方向沿斜面向上;
(3)一个周期内感应电流在线框中产生的平均电功率是0.06W.