Question

【題目】如圖甲所示，用粗細(xì)均勻的導(dǎo)線制成的一只圓形金屬圈，現(xiàn)被一根絕緣絲線懸掛在豎直平面內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知金屬圈的質(zhì)量為m=0．1kg，半徑為r=0．1m，導(dǎo)線單位長度的阻值為ρ=0．1Ω/m,．金屬圈的上半部分處在一方向垂直圈面向里的有界勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示．金屬圈下半部分在磁場外．已知從t＝0時刻起，測得經(jīng)過10s絲線剛好被拉斷。重力加速度g取10m/s2。求：

（1）導(dǎo)體圓中感應(yīng)電流的大小及方向；

（2）絲線所能承受的最大拉力F；

（3）此過程中金屬圈中產(chǎn)生的焦耳熱Q．

Answer 1

【答案】（1）0．2A（2）F=1．32N（3）Q=0．025J

【解析】

試題分析：（1）有楞次定律可知，導(dǎo)體圓中電流方向為逆時針方向

由圖乙知，

導(dǎo)體圓的電阻為

圓中感應(yīng)電流

（2）t時刻磁感應(yīng)強度

導(dǎo)體圓受到的安培力

細(xì)線的拉力

當(dāng)t=10s時，代入數(shù)據(jù)得F=1．32N

（3）金屬圈內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱

代入數(shù)據(jù)得：Q=0．025J