Question

【题目】匀强磁场的磁感应强度B＝0.2 T，磁场宽度l＝4 m，一正方形金属框边长为l′＝1 m，每边的电阻r＝0.2 Ω，金属框以v＝10 m/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，各阶段的等效电路图；

(2)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的it图线；(要求写出作图依据)

(3)画出ab两端电压的Ut图线．(要求写出作图依据)

Answer 1

【答案】(1) 等效电路图如图；

(2)金属框内感应电流的it图线；

(3) ab两端电压的Ut图线；

【解析】

(1) 金属框穿过磁场区的过程中的三个阶段如图；

等效电路如图；

(2)、(3)第Ⅰ阶段，有I1＝＝2.5 A，感应电流方向沿逆时针方向，持续时间为t1＝＝0.1 s，ab两端的电压为U1＝I1·r＝2.5×0.2 V＝0.5 V.

在第Ⅱ阶段，有I2＝0，ab两端的电压U2＝E＝Bl′v＝2 V，t2＝＝0.3 s

在第Ⅲ阶段，有I3＝＝2.5 A感应电流方向为顺时针方向，ab两端的电压U3＝I3·3r＝1.5 V，t3＝0.1 s.

规定逆时针方向为电流正方向，故it图像和ab两端Ut图像分别如图甲、乙所示．

　

甲 乙