共有100匝的矩形线圈,在磁感强度为0.1T的匀强磁场中以角速度ω=10rad/s绕线圈的中心轴旋转。已知线圈的长边a=20cm,短边b=10cm,线圈总电阻为

共有100匝的矩形线圈,在磁感强度为0.1T的匀强磁场中以角速度ω=10rad/s绕线圈的中心轴旋转。已知线圈的长边a=20cm,短边b=10cm,线圈总电阻为

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共有100匝的矩形线圈,在磁感强度为0.1T的匀强磁场中以角速度ω=10rad/s绕线圈的中心轴旋转。已知线圈的长边a=20cm,短边b=10cm,线圈总电阻为2Ω。求(2)线圈平面转到与磁场方向夹角60°时,线圈受到的电磁力矩。
答案

解析
【错解分析】错解:
  (l) 当线圈平面与磁场方向平行时电磁力矩最大。如图ll-12所示。


  磁场对线圈一条边的作用力
F=BIb=0.01N
  线圈受到的电磁力矩

  (2) 若θ=60°时,如图11-13

ε′=NBabωsin60°=1.73V

  磁场对线圈一条边的作用力
F′=BI′b=0.00866N
  此时线圈受到的电磁力矩

  第一问出了两点错:公式ε=Blvsinθ中的θ应该是B与v的夹角。错解中把线圈平面与磁场的夹角当作θ。另一
  【正确解答】
  
   
  磁场对线圈一边的作用力
F′=BI′b=0.005N
  此时的力矩

  【小结】
  依据题意准确地作出线圈在磁场中的速度方向和受力方向是解题的前提。这就是说,逻辑思维是要借助形象来帮忙。 
举一反三
如图11-14所示,一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点,将圆环拉离平衡位置并释放,圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域,A,B为该磁场的竖直边界,若不计空气阻力,则 [ ]
A.圆环向右穿过磁场后,还能摆至原来的高度。
B.在进入和离开磁场时,圆环中均有感应电流
C.圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大,感应电流也越大
D.圆环最终将静止在平衡位置。

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如图11-16所示,直角三角形导线框ABC,处于磁感强度为B的匀强磁场中,线框在纸面上绕B点以匀角速度ω作顺时针方向转动,∠B =60°,∠C=90°,AB=l,求A,C两端的电势差UAC
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电阻为R的矩形线框abcd,边长ab=L,ad=h,质量为m,自某一高度自由落下,通过一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为h,如图所示,若线框恰好以恒定速度通过磁场,线框中产生的焦耳热是_______.(不考虑空气阻力)

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如图12-1-11所示,螺线管CD的导线绕法不明.当磁铁AB插入螺线管时,电路中有图示方向的感应电流产生.下列关于螺线管极性的判断正确的是(   )
A.C端一定是N极
B.C端的极性一定与磁铁B端的极性相同
C.C端一定是S极
D.无法判断,因螺线管的绕法不明确

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如图12-1-13所示,在绝缘圆筒上绕两个线圈P和Q,分别与电池E和电阻R构成闭合回路,然后将软铁棒迅速插入线圈P中,则在插入的过程中(   )
A.电阻R上有方向向左的电流
B.电阻R上没有电流
C.电阻R上有方向向右的电流
D.条件不足,无法确定

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