如图10-1-22所示.一个被x轴与曲线方程所围的空间中存在着匀强磁场.磁场方向垂直纸面向里.磁感应强度B＝0.2 T.正方形金属线框的边长是L＝0.2 m.电阻是R＝0.1 Ω.它的一边与x轴重合.在拉力F的作用下.以v＝10 m/s 的速度水平向右匀速运动.试求: 图10-1-22 (1)拉力F的最大功率是多少? (2)拉力F要做多少功才能把线� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图10-1-22所示，一个被x轴与曲线方程所围的空间中存在着匀强磁场.磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B＝0.2 T.正方形金属线框的边长是L＝0.2 m，电阻是R＝0.1 Ω，它的一边与x轴重合，在拉力F的作用下，以v＝10 m/s 的速度水平向右匀速运动.试求：

图10-1-22

（1）拉力F的最大功率是多少？

（2）拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区？

（3）有位同学在老师的帮助下算出了曲线与x轴所围的面积为.请你再帮他算出线框右边框通过磁场区域的过程中通过线框某一截面的电荷量.（结果保留两位有效数字）

（1）1.6 W　（2）4.8×10^-2 J　

（3）7.6×10^-2 C

解析:

（1）当线框的一条竖直边运动到x＝0.15 m处时，线圈的感应电动势最大.

E_m=BLv=0.2×0.2×10 V=0.4 V

根据欧姆定律可得最大电流为

所以拉力F的最大值为F_m=I_mLB=0.16 N

拉力F最大功率为P_m=F_mv=0.16×10 W=1.6 W.

（2）把线框拉过磁场区域时，因为有效切割长度是按正弦规律变化的，所以，线框中的电流也是按正弦规律变化的（有一段时间线框中没有电流）.

电动势的有效值是

通电时间为

拉力做功

（3）通过线框截面的电荷量而所以

当磁场全部进入线框内部时，通过线框截面的电荷量最多，

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①图中a代表

V₂

，b代表

，c代表

V₁

（填上三只电表的符号，如“A”、“V₁”或“V₂”）
②根据图象推断实验中所用滑动变阻器可能是下面的哪种规格的

．
A.10Ω，0.5A B.20Ω，0.1A
C.1kΩ，200mA D.2kΩ，2A
③根据图（2），可以求出定值电阻R₀=

Ω，电源电动势E=

1.5

V，内电阻r=

Ω．

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如图6-1-22所示，MN、PQ为水平放置的金属导轨，直导线ab与导轨垂直放置，导轨间距L＝10 cm，其电阻为0.4 Ω，导轨所在区域处在匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度B＝0.2 T.电池电动势E＝1.5 V，内电阻r＝0.18 Ω，电阻R＝1.6 Ω，开关S接通后直导线ab仍静止不动.求直导线ab所受的摩擦力的大小和方向.