
(23-24高二下·江苏苏州·期中)某半径为r的闭合导体圆环,电阻为R。将圆环垂直磁场方向置于一匀强磁场中,当磁感应强度大小B随时间t按照的规律均匀减小时(
、
均为已知量),求:
(1)圆环中的感应电动势E和感应电流I各为多大?
(2)在时刻圆环中张力T多大?
【答案】(1),
;(2)
【来源】江苏省苏州市2023-2024学年高二下学期期中调研物理试卷
【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律,圆环中的感应电动势为
其中
解得
感应电流I为
(2)取圆环上长度为的一段,安培力使得圆环由扩张的趋势,则安培力沿半径向外,该小段圆环所受张力T,如图所示
该圆弧所对圆心角为,两侧张力T夹角为
,由平衡条件可得
由几何关系可知
当很小时
解得
即
根据
联立,解得
时刻,磁感应强度为
解得
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