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如图甲所示,质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L,线圈一半在有界匀强磁场内.t0=0时磁感应强度为B0,而后磁场开始均匀减小,在此过程中线圈仅在磁场力作用下运动,v

题目详情
如图甲所示,质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L,线圈一半在有界匀强磁场内.t0=0时磁感应强度为B0,而后磁场开始均匀减小,在此过程中线圈仅在磁场力作用下运动,v-t图象如图乙,图中斜向虚线为过0点速度图线的切线(数据已给出),则磁感应强度的变化率为
mv0R
B0t1L3
mv0R
B0t1L3
,t2时刻回路电功率可能为
0或
4m2
v
2
0
R
B
2
0
t
2
1
L2
0或
4m2
v
2
0
R
B
2
0
t
2
1
L2
▼优质解答
答案和解析
(1)由v-t图可知道,刚开始t=0时刻线圈加速度为:a=
v0
t1
…①
此时感应电动势:E=
△Φ
△t
=
△B
△t
L2…②
I=
E
R
=
△B
△t
L2
R
…③
线圈此刻所受安培力为:F=B0IL=
B0L3
R
…④
据牛顿第二定律得:F=ma…⑤
联立①④⑤得:
△B
△t
=
mv0R
B0t1L3

(2)线圈t2时刻开始做匀速直线运动,有两种可能:
(a)线圈没有完全进入磁场,磁场就消失,所以没有感应电流,回路电功率P=0.
(b)磁场没有消失,但线圈完全进入磁场,尽管有感应电流,所受合力为零,同样做匀速直线运动
  P=
E2
R
=
(2L2•
△B
△t
)2
R
=
4m2
v
2
0
R
B
2
0
t
2
1
L2

故答案为:
mv0R
B0t1L3
;0或=
4m2
v
2
0
R
B
2
0
t
2
1
L2
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