一道物理题请会的人帮忙解答一下直
【仅供参考,不包对错,敬请用怀疑的目光去看】:
楼主的问题似乎说得不够清楚,“现有一矩形线圈平行于直导线位于直线右侧”,是不是说直导线和矩形线圈所在的平面平行呢?如果是,那么矩形线圈和直导线的相对位置可以有无穷多种可能,讨论起来非常麻烦,我斗胆把问题改动一下,所得结果仅仅作为参考,我的改动的部分是:
矩形线圈和直导线在同一平面,矩形线圈位于直导线的右边,矩形的宽边平行于直导线,矩形长边为a宽边为L,靠近直导线的宽边到直导线距离为b。
矩形框中的感应电动势Ε可以分为两个电动势的叠加:【1】磁场不变,线圈运动所产生的“动生电动势”Ε1【2】线圈不动,磁场变化的“感生电动势”Ε2。
无限长直...全部
【仅供参考,不包对错,敬请用怀疑的目光去看】:
楼主的问题似乎说得不够清楚,“现有一矩形线圈平行于直导线位于直线右侧”,是不是说直导线和矩形线圈所在的平面平行呢?如果是,那么矩形线圈和直导线的相对位置可以有无穷多种可能,讨论起来非常麻烦,我斗胆把问题改动一下,所得结果仅仅作为参考,我的改动的部分是:
矩形线圈和直导线在同一平面,矩形线圈位于直导线的右边,矩形的宽边平行于直导线,矩形长边为a宽边为L,靠近直导线的宽边到直导线距离为b。
矩形框中的感应电动势Ε可以分为两个电动势的叠加:【1】磁场不变,线圈运动所产生的“动生电动势”Ε1【2】线圈不动,磁场变化的“感生电动势”Ε2。
无限长直导线的磁场为
B=μI/2πr,
其中r为某点到直导线的距离。
“动生电动势”Ε1=∮(v×B)·dL,
积分的路径绕行方向与磁通量成右手螺旋关系
按照绕行方向矩形的两个宽边与(v×B)的角度,靠近直导线的为0°,另外一个为180°,都产生电动势,一正一负,而两个长边成90°,电动势为0,所以
Ε1=∮(v×B)·dL=B'vL-B''vL=vLμI/2πb-vLμI/2π(b+a)
=(vLμI/2π)[b/a(a+b)]。
其中B'和B''分别为靠近直导线的宽边和另外一条宽边所在的位置的磁场感应强度B。
“感生电动势”Ε2=-∫əB/ət·dS=-∫ə(μI/2πr)/ət·Ldr
=-(μL/2π)∫(əI/ət)(1/r)dr=-(μL/2π)(əI/ət)∫(1/r)dr,
其中dS=Ldr是矩形线圈的面积元,积分范围是b到b+a,积分得
Ε2=-(μL/2π)(əI/ət)ln(1+a/b)。
于是
Ε=Ε1+Ε2
=(vLμI/2π)[b/a(a+b)]-(μL/2π)(əI/ət)ln(1+a/b),
把I=Iosinωt代入得
Ε=(μLIo/2π){[bv/a(a+b)]sinωt-ωln(1+a/b)cosωt}。
。收起