如圖所示,由粗細均勻的電阻絲繞成的矩形導線框abcd固定於水平面上,導線框邊長=L,=2L,整個線框處於豎直方...
問題詳情:
如圖所示,由粗細均勻的電阻絲繞成的矩形導線框abcd固定於水平面上,導線框邊長=L, =2L,整個線框處於豎直方向的勻強磁場中,磁場的磁感應強度為B,導線框上各段導線的電阻與其長度成正比,已知該種電阻絲單位長度上的電阻為,的單位是Ω/m.今在導線框上放置一個與ab邊平行且與導線框接觸良好的金屬棒MN,MN的電阻為r,其材料與導線框的材料不同.金屬棒MN在外力作用下沿x軸正方向做速度為v的勻速運動,在金屬棒從導線框最左端(該處x=0)運動到導線框最右端的過程中:
(1)請寫出金屬棒中的感應電流I隨x變化的函數關係式;
(2)試*當金屬棒運動到bc段中點時,MN兩點間電壓最大,並請寫出最大電壓Um的表達式;
(3)試求出在此過程中,金屬棒提供的最大電功率Pm;
(4)試討論在此過程中,導線框上消耗的電功率可能的變化情況.
【回答】
(2)MN兩點間電壓當外電阻最大時U有最大值Um
因為外電路電阻,當L+2x=5L-2x,即x=L時有
(3)
(4)外電路電阻,。
當r<,即r<時,導線框上消耗的電功率先變小,後變大;當< r<,即<r<時,導線框上消耗的電功率先變大,後變小,再變大,再變小;當r>,即r>時,導線框上消耗的電功率先變大,後變小.
知識點:專題八 電磁感應
題型:計算題
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