题目
长为l的金属直导线在垂直于均匀磁场的平面内以角速度w转动.如果转轴在导线上的位置是在____,整个导线上的电动势为最大,其值为____;如果转轴位置是在____,整个导线上的电动势为最小,其值为____.
长为l的金属直导线在垂直于均匀磁场的平面内以角速度w转动.如果转轴在导线上的位置是在____,整个导线上的电动势为最大,其值为____;如果转轴位置是在____,整个导线上的电动势为最小,其值为____.
题目解答
答案
答案:
第一空: 端点
第二空: 
第三空: 中点
第四空: 0
解析
步骤 1:确定电动势最大时的转轴位置
电动势的大小与导线在磁场中切割磁感线的速度有关。当导线以角速度ω转动时,导线上的各点速度大小与到转轴的距离成正比。因此,为了使电动势最大,转轴应位于导线的一端,这样导线的另一端速度最大,切割磁感线的效果最强。
步骤 2:计算最大电动势
最大电动势的计算公式为:ε = 1/2 * ω * B * l^2,其中ω是角速度,B是磁场强度,l是导线长度。这个公式来源于导线切割磁感线产生的电动势与速度和磁场强度的乘积成正比,而速度又与到转轴的距离成正比。
步骤 3:确定电动势最小时的转轴位置
当转轴位于导线的中点时,导线两端的速度相等且方向相反,因此产生的电动势相互抵消,整个导线上的电动势为零。
步骤 4:计算最小电动势
最小电动势为零,因为转轴位于导线中点时,导线两端产生的电动势相互抵消。
电动势的大小与导线在磁场中切割磁感线的速度有关。当导线以角速度ω转动时,导线上的各点速度大小与到转轴的距离成正比。因此,为了使电动势最大,转轴应位于导线的一端,这样导线的另一端速度最大,切割磁感线的效果最强。
步骤 2:计算最大电动势
最大电动势的计算公式为:ε = 1/2 * ω * B * l^2,其中ω是角速度,B是磁场强度,l是导线长度。这个公式来源于导线切割磁感线产生的电动势与速度和磁场强度的乘积成正比,而速度又与到转轴的距离成正比。
步骤 3:确定电动势最小时的转轴位置
当转轴位于导线的中点时,导线两端的速度相等且方向相反,因此产生的电动势相互抵消,整个导线上的电动势为零。
步骤 4:计算最小电动势
最小电动势为零,因为转轴位于导线中点时,导线两端产生的电动势相互抵消。