如圖*所示，靜止在粗糙水平面上的正三角形金屬線框，匝數N＝10、總電阻R＝2.5Ω、邊長L＝0.3m，處在兩個...

問題詳情：

如圖*所示，靜止在粗糙水平面上的正三角形金屬線框，匝數N＝10、總電阻R＝2.5 Ω、邊長L＝0.3 m，處在兩個半徑均為r＝的圓形勻強磁場區域中，線框頂點與右側圓形中心重合，線框底邊中點與左側圓形中心重合．磁感應強度B1垂直水平面向外，大小不變、B2垂直水平面向裡，大小隨時間變化，BB2的值如圖乙所示．線框與水平面間的最大靜摩擦力f＝0.6 N ，(取π≈3)，求：

(1)t＝0時刻穿過線框的磁通量；

(2)線框滑動前的電流強度及電功率；

(3)經過多長時間線框開始滑動及在此過程中產生的熱量．

【回答】

 (1)設磁場向下穿過線框磁通量為正，由磁通量的定義得t＝0時

Φ＝B2πr2－B1πr2＝0.005 Wb

(2)根據法拉第電磁感應定律

E＝N＝Nπr2＝0.25 V

I＝＝0.1 A

P＝I2R＝0.025 W

(3)右側線框每條邊受到的安培力

F1＝NB2Ir＝N(2＋5t)Ir

因兩個力互成120°，兩條邊的合力大小仍為F1，

左側線框受力F2＝2NB1Ir

線框受到的安培力的合力F安＝F1＋F2

當安培力的合力等於最大靜摩擦力時線框就要開始滑動F安＝f

即F安＝N(2＋5t)Ir＋2NB1Ir＝f

解得t＝0.4 s.

Q＝I2Rt＝0.01 J.

*：(1)0.005 Wb　(2)0.1 A　0.025 W　(3)0.01 J

知識點：專題八 電磁感應

題型：綜合題