承續前題,我們這邊繼續探討關於奧林匹亞物理複試試題,編號A060303、A060304這兩題。

 

A060303試題的部份,題目要求我們計算關於小圓環維持等角速度轉動所應施予的力矩大小。

在[電與磁]課程單元裡面,我們學到關於電動機力矩的推導過程,而這邊,只需要稍微作幾個小變動即可,

首先,由於小圓線圈的半徑很小,依題意與上題可知磁場幾近於均勻,

在這個條件下,反向利用電動機產生力矩的概念,就能夠簡單的求得其所施力矩為NBAisinθ,

其中N為1、θ會隨時間變動,為θ=ωt,並將上題所求得的電流帶入即為所求。

 

A060304試題的部份,題目要求我們求出兩線圈之間的互感係數、大園線圈的感應電動勢

其中互感係數求法為M=Φ/I,Φ可以用我們前面所計算到的P點磁場乘以小圓線圈面積(因b<<h),

值得注意的是由於小圓線圈在做旋轉,其面積需表示為時間的函數,帶入即可求得M。

大圓線圈的感應電動勢,我們則可以由冷次定律來作為基礎,

當中的Φ可以由Φ=Mi而來,其中i為小圓線圈的電流,接下來,只需要注意微分上的計算即可求得其電動勢。