Question

【題目】如圖甲所示，用粗細均勻的導線制成的一只圓形金屬圈，現被一根絕緣絲線懸掛在豎直平面內處于靜止狀態，已知金屬圈的質量為m=0．1kg，半徑為r=0．1m，導線單位長度的阻值為ρ=0．1Ω/m,．金屬圈的上半部分處在一方向垂直圈面向里的有界勻強磁場中，磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示．金屬圈下半部分在磁場外．已知從t＝0時刻起，測得經過10s絲線剛好被拉斷。重力加速度g取10m/s2。求：

（1）導體圓中感應電流的大小及方向；

（2）絲線所能承受的最大拉力F；

（3）此過程中金屬圈中產生的焦耳熱Q．

Answer 1

【答案】（1）0．2A（2）F=1．32N（3）Q=0．025J

【解析】

試題分析：（1）有楞次定律可知，導體圓中電流方向為逆時針方向

由圖乙知，

導體圓的電阻為

圓中感應電流

（2）t時刻磁感應強度

導體圓受到的安培力

細線的拉力

當t=10s時，代入數據得F=1．32N

（3）金屬圈內產生的焦耳熱

代入數據得：Q=0．025J