Question

（18分）如圖甲所示，靜止在粗糙水平面上的正三角形金屬線框，匝數(shù)N=10、總電阻R = 2.5Ω、邊長(zhǎng)L = 0.3m，處在兩個(gè)半徑均為r =的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中，線框頂點(diǎn)與右側(cè)圓形中心重合，線框底邊中點(diǎn)與左側(cè)圓形中心重合．磁感應(yīng)強(qiáng)度B1垂直水平面向外，大小不變、B2垂直水平面向里，大小隨時(shí)間變化，B1、B2的值如圖乙所示．線框與水平面間的最大靜摩擦力f = 0.6N ，（取），求：

（1）t = 0時(shí)刻穿過(guò)線框的磁通量；

（2）線框滑動(dòng)前的電流強(qiáng)度及電功率；

（3）經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間線框開(kāi)始滑動(dòng)及在此過(guò)程中產(chǎn)生的熱量．

 

 

Answer 1

（1）0.005Wb （2）0.025W （3）0.01J

【解析】

試題分析：（1）設(shè)磁場(chǎng)向下穿過(guò)線框磁通量為正，由磁通量的定義得t=0時(shí)

----------------------3分（2+1）

（沒(méi)有規(guī)定磁通量正負(fù)、結(jié)果為正或負(fù)不扣分，考慮到磁通量相減，表達(dá)式中多了N可得1分）

（2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律

-------------------------3分（2+1）

-----------------------------------------------2分（1+1）

------------------------------------------2分（1+1）

（3）右側(cè)線框每條邊受到的安培力

----------------------------1分

因兩個(gè)力互成1200，兩條邊的合力大小仍為F1，----------1分（用等效長(zhǎng)度計(jì)算也給這兩步分）

左側(cè)線框受力---------------------------------------1分

線框受到的安培力的合力------------------------1分

當(dāng)安培力的合力等于最大靜摩擦力時(shí)線框就要開(kāi)始滑動(dòng)------1分

即

解得----------------------------------------1分

----------------------------------2分（1+1）

說(shuō)明：計(jì)算過(guò)程中若沒(méi)有考慮匝數(shù)N，公式應(yīng)用正確，最多扣2分.

考點(diǎn)：本題考查電磁感應(yīng)定律，能量守恒