Question

【題目】勻強磁場的磁感應強度B＝0.2 T，磁場寬度l＝4 m，一正方形金屬框邊長為l′＝1 m，每邊的電阻r＝0.2 Ω，金屬框以v＝10 m/s的速度勻速穿過磁場區，其平面始終保持與磁感線方向垂直，如圖所示．求：

(1)畫出金屬框穿過磁場區的過程中，各階段的等效電路圖；

(2)畫出金屬框穿過磁場區的過程中，金屬框內感應電流的it圖線；(要求寫出作圖依據)

(3)畫出ab兩端電壓的Ut圖線．(要求寫出作圖依據)

Answer 1

【答案】(1) 等效電路圖如圖；

(2)金屬框內感應電流的it圖線；

(3) ab兩端電壓的Ut圖線；

【解析】

(1) 金屬框穿過磁場區的過程中的三個階段如圖；

等效電路如圖；

(2)、(3)第Ⅰ階段，有I1＝＝2.5 A，感應電流方向沿逆時針方向，持續時間為t1＝＝0.1 s，ab兩端的電壓為U1＝I1·r＝2.5×0.2 V＝0.5 V.

在第Ⅱ階段，有I2＝0，ab兩端的電壓U2＝E＝Bl′v＝2 V，t2＝＝0.3 s

在第Ⅲ階段，有I3＝＝2.5 A感應電流方向為順時針方向，ab兩端的電壓U3＝I3·3r＝1.5 V，t3＝0.1 s.

規定逆時針方向為電流正方向，故it圖像和ab兩端Ut圖像分別如圖甲、乙所示．

　

甲 乙