（2013•普陀区一模）如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成半径为r0的圆圈，圆圈导线相交处导
（2013•普陀区一模）如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成半径为r0的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好．圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B．导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小．设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，导体回路是柔软的，在此过程中F所作功全部变为______，此圆圈从初始的半径r0到完全消失所需时间T为| r02B2 |
| 2FR0 |
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解题思路：在恒力F的作用下，圆圈不断减小，使其磁通量不断减小，产生感应电动势，由于交叉点处导线接触良好，所以圆圈形成闭合回路，产生感应电流．因圆圈缩小是缓慢的，F做功全部转化为感应电流产生的焦耳热，由此可寻得半径r随时间的变化规律，得出圆圈从初始的半径r0到完全消失所需时间T．
根据能量守恒得，在此过程中F所作功全部变为感应电流产生的焦耳热．
设在恒力F的作用下，A端△t时间内向右移动微小的量△x，则相应圆半径减小△r，则有：
△x=2π△r
在△t时间内F做的功等于回路中电功，F△x＝
E2
R△t.E＝
△Φ
△t＝B
△S
△t
△S可认为由于半径减小微小量△r而引起的面积的变化，有：△S=2πr•△r
而回路中的电阻R=R02πr，代入得，
F•2π△r＝
B2△S2
△t2R02πr△t
△t＝
B2△S2
FR0(2π)2r△r＝
B2△S
2FR0π
显然△t与圆面积变化△S成正比，所以由面积πr02变化为零，所经历的时间T为：
T=
△t=
B2△S
2πFR0＝
B2
2πFR0
△S
解得T=
r02B2
2FR0
故答案为：感应电流产生的焦耳热，
r02B2
2FR0
点评：
本题考点： 法拉第电磁感应定律；电磁感应中的能量转化．
考点点评： 解决本题的关键根据能量守恒定律，抓住F所作功全部变为感应电流产生的焦耳热，运用微分的思想解决，是一道难题．
1年前
10
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