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t=0时,磁场在xOy平面内的分布如图所示,其磁感应强度的大小均为B0,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反,每个同向磁场区域的宽度均为L0,整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动.若在磁场所在区间内放置一由n匝线圈组成的矩形线框abcd,线框的bc边平行于x轴.bc=LB、ab=L,LB略大于L0,总电阻为R,线框始终保持静止.求:
(1)线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;
(2)线框所受安培力的大小和方向.
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(1)线框相对于磁场向左做切割磁感线的匀速运动,切割磁感线的速度大小为v,任意时刻线框中产生的总电动势大小为
   E=2nB0Lv
导线中电流的大小为 I=
E
R
=
2nB0Lv
R

(2)线框所受安培力的大小 F=2nB0LI=
4n2
B20
L2v
R

由左手定则判断知,线框所受的安培力方向始终沿x轴正方向.
答:
(1)线框中产生的总电动势大小是2nB0Lv,导线中的电流大小是
2nB0Lv
R

(2)线框所受安培力的大小为
4n2
B20
L2v
R
,方向始终沿x轴正方向.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:(课标人教版)2010年《高考风向标》物理 第11章交变电流 电磁振荡与电磁波 第1讲 交变电流的产生和描述 人教版 题型:038

如图所示,两根不计电阻的倾斜平行导轨与水平面的夹角=37°,底端接电阻R=1.5 Ω.金属棒ab的质量为m=0.2 kg.电阻r=0.5 Ω,垂直搁在导轨上由静止开始下滑,金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.25,虚线为一曲线方程与x轴所围空间区域存在着匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T,方向垂直于导轨平面向上(取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:

(1)当金属棒ab下滑的速度为时,电阻R的电功率是多少?

(2)当金属棒ab运动到Xo=6 m处时,电路中的瞬时电功率为0.8 w,在这一过程中,安培力对金属棒ab做了多少功?

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