問題詳情:
如圖11*所示,用粗細均勻的導線製成的一隻圓形金屬圈,現被一根絕緣絲線懸掛在豎直平面內處於靜止狀態,已知金屬圈的質量為m,半徑為r,導線的電阻率為ρ,截面積為S.金屬圈的上半部分處在一方向垂直圈面向裏的有界勻強磁場中,磁感應強度B隨時間t的變化滿足B=kt(k為常量),
如圖11乙所示.金屬圈下半部分在磁場外.若絲線所能承受的最大拉力FTm=2mg,求:從t=0刻起,經過多長時間絲線會被拉斷?
【回答】
解析:設金屬圈受重力mg、拉力FT和安培力F的作用處於靜止狀態,則
FT=mg+F,又F=2BIr,
金屬圈中的感應電流I=,
由法拉第電磁感應定律得
E=,=·,
金屬圈的電阻R=ρ,
又B=kt,FTm=2mg
由以上各式求得t=.
知識點:法拉第電磁感應定律
題型:計算題