Question

如图所示，在一个由x轴和曲线为边界包围的空间中存在匀强磁场，曲线方程为（单位：m）()。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为。有一ab边与x轴重合的正方形金属线框在水平拉力F作用下以1.0m/s速度水平向右匀速运动，线框边长为0.4m，线框电阻为0.1，试求：

（1）在线框通过磁场区域的过程中，拉力F的最大瞬时功率是多少？
（2）在下面坐标图中画出线框产生的电流随时间变化图象（取方向为电流正方向）。
（3）线框经过磁场区域的整个过程，拉力F做多少功？

Answer 1

（1）（2）

（3）

解析试题分析：（1）正方形金属线框进入磁场和离开磁场切割磁感线均会产生感应电动势，电动势E与切割的有效线长度有关，即
         （1分）
当时，最长，电动势E最大
        （1分）
匀速切割拉力F的功率等于电功率
           （2分）
（2）线框电流随时间的变化图象如图所示
  （4分）
（3）在～时间内，感应电动势有效值为
          （1分）
              （1分）
如图，线框经过磁场时拉力做功为     
        （2分
考点：考查电磁感应与图像
点评：难度较大，产生的感应电流的变化决定于切割磁感线的有效长度的变化，首先判断感应电流为正弦变化，根据正弦交流电相关知识求解