如圖所示,由六根質(zhì)量不計的導體棒組成一個人字形線圈,放在光滑絕緣水平面上,每根導棒長均為L=1m,線圈總電阻R=0.2Ω,將ad與a′d′用細線OO′拉住,e、f是兩個質(zhì)量都為m=0.1kg光滑轉(zhuǎn)軸,四根傾斜導體棒與水平面成37
0角.人字形線圈在水平面投影區(qū)內(nèi)有兩塊對稱的區(qū)域,豎直向上的勻強磁場B穿過這兩塊區(qū)域.如圖中陰影區(qū)域所示(ad與a′d′恰在磁場中),其他地方?jīng)]有磁場.磁場按B=
+0.5t 的規(guī)律變化,取sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)t=0時水平面對線圈ad邊支持力的大小和此時通過線圈電流大。
(2)經(jīng)過多少時間線圈的ad邊與a′d′邊開始運動?
(3)若在磁場力作用下經(jīng)過一段時間,當線圈中產(chǎn)生了Q=1.2J熱量后線圈剛好能完全直立(即ad邊與a′d′邊并攏在一起),則在此過程中磁場對線圈總共提供了多少能量?
(4)若人形線圈從直立狀態(tài)又散開,此時磁感強度為B
0=
T且不再變化,則ad邊與a′d′再次剛進入磁場時,通過線圈的電流為多大?