Question

高三物理，电磁学问题

在拆装某种大型电磁设备的过程中，需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直至离开磁场，操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈．假设
该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n，总质量为M，总电阻为R.磁场的磁感应强度为B，如图13所示．开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐，若转动手摇轮轴A，在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场．求此过程中：
(1)流过线圈中每匝导线横截面的电荷量是多少 ?
(2)在转动轮轴时，人至少需做多少功？(不考虑摩擦影响)

Answer 1

解：(1)向上升的速度为
v=d/t
产生的电动势为
U=nBLv
则电流为
I=U/R
流过线圈中每匝导线横截面的电荷量为
Q=It=nBLd/R
(2)在提升过程中，至少要提供线圈的重力势能和线圈消耗的电能
Ep重=Mgd
Ep电=(U^2/R)t
W人=Ep重+Ep电=Mgd+（nBLd)^2/(Rt)

Answer 2

由磁通量的变化求感应电动势，再求出感应电流，不就能够求出电荷量了吗。
第二问根据能量守恒来求。