Question

【題目】如圖甲所示，絕緣輕桿將一個N=100匝的矩形線圈固定在豎直平面內，懸點P為AB邊中點。矩形線圈水平邊AB=CD=5cm，豎直邊AD=BC=4cm，E、F分別為AD和BC邊的中點，在EF上方有一個垂直紙面的勻強磁場。矩形線圈的質量m=10g、電阻為R=1，取如圖所示的磁場方向為正方向，磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示。（已知g=10m/s2）

(1)求在t=0.1s時線圈中電流大小及AB邊電流的方向；

(2)求在t=0.1s時輕桿對線圈的作用力大小；

(3)求線圈中感應電流的有效值。

Answer 1

【答案】(1)，方向從A指向B；(2)5.1N；(3)

【解析】

(1)在0~0.2s時間內，由圖乙可知其磁通量的變化率不變，由法拉第電磁感應定律得

再由閉合電路歐姆定律求得在這段時間內感應電流的大小

方向從A指向B。

(1)當t=0.1s時線圈AB邊所受到的安培力為

方向豎直向下。則此時輕桿對線圈的作用力大小為

由乙圖還可求出在0.2~0.5s時間內感應電流的大小

則在一個周期之內

代入數據解得線圈中感應電流的有效值為