Question

【題目】如圖所示，粗糙斜面的傾角，半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)匝數(shù)n=10匝的剛性正方形線框abcd，通過松馳的柔軟導(dǎo)線與一個(gè)額定功率的小燈泡A相連，圓形磁場的一條直徑恰好與線框bc邊重合，已知線框總質(zhì)量，總電阻，邊長，與斜面間的動摩擦因數(shù)，從時(shí)起，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按的規(guī)律變化，開始時(shí)線框靜止在斜面上，在線框運(yùn)動前，燈泡始終正常發(fā)光。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，(g取，

，)求：

(1)線框不動時(shí)，回路中的感應(yīng)電動勢E；

(2)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R；

(3)線框保持不動的時(shí)間內(nèi)，小燈泡產(chǎn)生的熱量Q。

Answer 1

【答案】(1)2.5v（2）1.25（3）3.2J

【解析】（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律：，得到：

（2）小燈泡正常發(fā)光，有

由閉合電路歐姆定律有：

即有：

代入數(shù)據(jù)可以得到：；

（3）對線框bc邊處于磁場中的部分受力分析如圖，當(dāng)線框恰好要運(yùn)動時(shí)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，由力的平衡條件有：

由上解得線框剛要運(yùn)動時(shí)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，線框在斜面上可保持靜止的時(shí)間為

小燈泡產(chǎn)生的熱量