Question

【題目】輕質細線吊著一質量為 m=0.64kg，邊長為 L=0.8m、匝數 n=5、總電阻為 r=1Ω的正方形線圈。邊長為 L/2 的正方形磁場區域對稱分布在線圈下邊的兩側，如圖甲所示，磁場方向垂直紙面向里，大小隨時間變化如圖乙所示，從 t=0 開始經 t0 時間細線開始松馳，g=10m/s2。求：

（1）在前 t0 時間內線圈中產生的感應電流；

（2）求 t0 的值。

（3）第 4s 末繩的拉力大小

Answer 1

【答案】（1）I=0.2A；（2）t0=31s；（3）F=5.4N

【解析】

（1）由法拉第電磁感應定律得：

E=n=nS=0.2V

線圈中的電流為：

I==0.2A

（2）分析線圈受力可知，當細線松弛時有：

FA =nBt0I=mg

解得：Bt0==16T

由題圖乙可得：

Bt0=0.5+0.5t0（T）

解得：t0=31s

（3）線圈在t0=31s前，線框均處于靜止狀態：

F+nB4IL/2=mg

F=mg-nB4IL/2=5.4N