Question

【題目】輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m=0.32kg，邊長為L=0.8m、匝數(shù)n=10的正方形線圈總電阻為r=1Ω．邊長為 的正方形磁場區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖甲所示．磁場方向垂直紙面向里，大小隨時(shí)間變化如圖乙所示，從t=0開始經(jīng)t0時(shí)間細(xì)線開始松弛，g=10m/s2 ． 求：

（1）在前t0時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢；
（2）在前t0時(shí)間內(nèi)線圈的電功率；
（3）求t0的值．

Answer 1

【答案】
（1）解：由法拉第電磁感應(yīng)定律得：

故在前t0時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢為0.4V．

（2）解：

P=I2r=0.16（W）

故在前t0時(shí)間內(nèi)線圈的電功率為0.16W．

（3）解：分析線圈受力可知，當(dāng)細(xì)線松弛時(shí)有：

由圖象知： 解得：t0=2s

故t0的值為2s．

【解析】（1）根據(jù)= 求出感應(yīng)電動(dòng)勢，注意S為有效面積．（2）根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢求出感應(yīng)電流，再根據(jù)P=I2r求出線圈的電功率．（3）當(dāng)線圈所受的安培力等于線圈的重力時(shí)，繩子的張力為零，細(xì)線開始松弛．根據(jù) ， 求出拉力為零時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，再根據(jù)圖象求出時(shí)間．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了電磁感應(yīng)與力學(xué)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向；求回路中電流強(qiáng)度；分析研究導(dǎo)體受力情況（包含安培力，用左手定則確定其方向）；列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解才能正確解答此題．