Question

(14分)在拆裝某種大型電磁設(shè)備的過程中，需將設(shè)備內(nèi)部的處于強(qiáng)磁場(chǎng)中的線圈先閉合，然后再提升直至離開磁場(chǎng)，操作時(shí)通過手搖輪軸A和定滑輪O來(lái)提升線圈．假設(shè)

該線圈可簡(jiǎn)化為水平長(zhǎng)為L(zhǎng)、上下寬度為d的矩形線圈，其匝數(shù)為n，總質(zhì)量為M，總電阻為R.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，如圖13所示．開始時(shí)線圈的上邊緣與有界磁場(chǎng)的上邊緣平齊，若轉(zhuǎn)動(dòng)手搖輪軸A，在時(shí)間t內(nèi)把線圈從圖示位置勻速向上拉出磁場(chǎng)．求此過程中：

(1)流過線圈中每匝導(dǎo)線橫截面的電荷量是多少 ?

(2)在轉(zhuǎn)動(dòng)輪軸時(shí)，人至少需做多少功？(不考慮摩擦影響)

 

 

Answer 1

【答案】

(1) 　(2)Mgd＋

【解析】(1)在勻速提升的過程中線圈運(yùn)動(dòng)速度v＝                          ①

線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝nBLv                                            ②

產(chǎn)生的感應(yīng)電流I＝                                                  ③

流過導(dǎo)線橫截面的電荷量q＝It                                          ④

聯(lián)立①②③④得q＝.

(2)勻速提升的過程中，要克服重力和安培力做功，即

W＝W_G＋W_安                                                                                     ⑤

又W_G＝Mgd                                                          ⑥

W_安＝nBILd⑦

聯(lián)立①②③④⑤⑥⑦得

W＝Mgd＋.