如图*所示，静止在粗糙水平面上的正三角形金属线框，匝数N＝10、总电阻R＝2.5Ω、边长L＝0.3m，处在两个...

问题详情：

如图*所示，静止在粗糙水平面上的正三角形金属线框，匝数N＝10、总电阻R＝2.5 Ω、边长L＝0.3 m，处在两个半径均为r＝的圆形匀强磁场区域中，线框顶点与右侧圆形中心重合，线框底边中点与左侧圆形中心重合．磁感应强度B1垂直水平面向外，大小不变、B2垂直水平面向里，大小随时间变化，BB2的值如图乙所示．线框与水平面间的最大静摩擦力f＝0.6 N ，(取π≈3)，求：

(1)t＝0时刻穿过线框的磁通量；

(2)线框滑动前的电流强度及电功率；

(3)经过多长时间线框开始滑动及在此过程中产生的热量．

【回答】

 (1)设磁场向下穿过线框磁通量为正，由磁通量的定义得t＝0时

Φ＝B2πr2－B1πr2＝0.005 Wb

(2)根据法拉第电磁感应定律

E＝N＝Nπr2＝0.25 V

I＝＝0.1 A

P＝I2R＝0.025 W

(3)右侧线框每条边受到的安培力

F1＝NB2Ir＝N(2＋5t)Ir

因两个力互成120°，两条边的合力大小仍为F1，

左侧线框受力F2＝2NB1Ir

线框受到的安培力的合力F安＝F1＋F2

当安培力的合力等于最大静摩擦力时线框就要开始滑动F安＝f

即F安＝N(2＋5t)Ir＋2NB1Ir＝f

解得t＝0.4 s.

Q＝I2Rt＝0.01 J.

*：(1)0.005 Wb　(2)0.1 A　0.025 W　(3)0.01 J

知识点：专题八 电磁感应

题型：综合题