電磁感應(yīng)線框進(jìn)出磁場(chǎng)問(wèn)題

1、（一）、矩形線框進(jìn)出勻強(qiáng)磁場(chǎng)L的區(qū)域內(nèi),1. 如圖所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在寬為現(xiàn)有一個(gè)邊長(zhǎng)為 a （a L）的正方形閉合線圈以速度V0垂直磁場(chǎng)邊界滑過(guò)磁場(chǎng)后速度變?yōu)閂（V L）。已知ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí), 框的加速度恰好為零則線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程和從磁場(chǎng)另一側(cè) 穿出的過(guò)程相比較，有 （）產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反所受的安培力方向相反進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程的時(shí)間等于穿出磁場(chǎng)過(guò)程的時(shí)間進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程的發(fā)熱量少于穿出磁場(chǎng)過(guò)程的發(fā)熱量穿過(guò)方向如圖的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng) 線A.B.C.D. FL a如圖8所示，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)挾葹? a，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。V勻速5.一邊長(zhǎng)為a、電阻為4R

2、的正方形均勻?qū)Ь€框 ABC以圖示位置沿水平向右方向以速度如圖所示，為兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為磁場(chǎng)寬度均為 L,距磁場(chǎng)區(qū)域的左側(cè) L處，有一邊長(zhǎng)為且線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，現(xiàn)用外力F使線框以速度始位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)， 規(guī)定：電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)的電動(dòng)勢(shì) E為正，磁感線垂直紙面向里時(shí)磁 通量的方向?yàn)檎?，外?F向右為正。則以下關(guān)于線框中的磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、外力F和電功率P隨時(shí)間變化的圖象正確的是（ D）AE穿過(guò)兩磁場(chǎng)區(qū)域，在下圖中線框A B兩端電壓 Ub與線框移動(dòng)距離（）x的關(guān)系圖象正確的是UabUabBavUAbBav 3Bav/F 1 Bav/ 4-!:OBav/4Bav/41LLO

3、hI1.1.Oa： 2a 3a xa2a 3aOx-3 Bav/a2a 3a x4卄=甲3Bav/CAB乙圖8Bav/4OCIPIr|ri + a2a3a 伙Uab6. 如圖所示，在PQ QF區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向均垂直于紙面，一正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，ab邊與磁場(chǎng)的邊界 P重合。導(dǎo)線框與磁場(chǎng)區(qū)域的尺寸如圖所示。 從t =0時(shí)刻開(kāi)始，線框勻速橫穿兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域， 以af bf cfd 為線框中的電流i的正方向，向左為導(dǎo)線框所受安培力的正方向，以下i - t和F t關(guān)系示意圖中正確的是ftTCV j * XT I X X XXitA7.如圖所示，相距均

4、為 L3之間分別有垂直紙面向外、 均為Bo 一個(gè)邊長(zhǎng)也是d的正方形導(dǎo)線框，從L1上方一定高處由 靜止開(kāi)始自由下落，當(dāng) ab邊剛越過(guò)L1進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，恰好以速度 V1做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)ab邊在越過(guò)L2運(yùn)動(dòng)到L3之前的某個(gè)時(shí)刻， 線框又開(kāi)始以速度 V2做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在線框從進(jìn)入磁場(chǎng)到速 度變?yōu)閂2的過(guò)程中，設(shè)線框的動(dòng)能變化量大小為 E，重力對(duì)線 框做功大小為 W,安培力對(duì)線框做功大小為W,下列說(shuō)法中正確的有A.B.C.D.d的的三條水平虛線 Li與L2、L2與向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小LiL2xxxxxxxx 1XXMXXXXX I dL3J: ）在導(dǎo)體框下落過(guò)程中，由于重力做正功，所以有 從

5、ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)到速度變?yōu)?從ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)到速度變?yōu)?從ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)到速度變?yōu)閂2的過(guò)程中,V2的過(guò)程中,V2的過(guò)程中,V2 V1線框動(dòng)能的變化量大小為 線框動(dòng)能的變化量大小為 機(jī)械能減少了 WEk Ek=WWE=WW X X 丄川（二）、三角形線框進(jìn)出勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反，且垂直紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度1. 如圖7甲所示，兩個(gè)相鄰的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，的大小均為B,磁場(chǎng)區(qū)在y軸方向足夠?qū)?，?x軸方向?qū)挾染鶠?a, 正三角形（中垂線長(zhǎng) 為a）導(dǎo)線框ABC從圖示位置向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?，在圖5 乙中(感應(yīng)電流x|0-I 0iX-I 0的是i與線框移二. 填空題1、如圖所示，正方形

6、金屬框 ABCDfe長(zhǎng)L=20em,質(zhì)量nr,電阻R= Q,吊住金屬框的 細(xì)線跨過(guò)兩定滑輪后，其另一端掛著一個(gè)質(zhì)量為M的重物，重物拉著金屬框運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬框的AB邊以某一速度進(jìn)入磁感強(qiáng)度B=的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，即以該速度V做勻速運(yùn)動(dòng)，取g=10m/s2,則金屬框勻速上升的速度 v= m/s ,在金屬框勻速上升的過(guò)程中，重物M通過(guò)懸線對(duì)金屬框做功J ，其中有 J的機(jī)械能通過(guò)電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.三、計(jì)算題1. (12分)如圖甲所示，一邊長(zhǎng)L=、質(zhì)量mF的正方形金屬線框， 放在光滑絕緣的水平面上， 整個(gè)裝置放在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它的一邊與磁場(chǎng)的邊界MN重合。在水平力 F作用下由靜

7、止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)5s線框被拉出磁場(chǎng)。測(cè)得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖像如乙圖所示，在金屬線框被拉出的過(guò)程中。求通過(guò)線框?qū)Ь€截面的電量及線框的電阻；略轟 an翳 nzLRaes*I/Am 0電阻為？ R場(chǎng)長(zhǎng)方形矩乙 B0. t 0求t=3s時(shí)水平力F的大?。? BM圈 abed邊長(zhǎng)分半在磁場(chǎng)外，磁感強(qiáng)度為乙Bo. t 0 = 0時(shí)刻磁場(chǎng)開(kāi)始均V t圖象如圖乙所示，圖中斜向虛2. 有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域如圖甲所示，質(zhì)量為 別為L(zhǎng)和2L,線圈一半在磁場(chǎng)內(nèi)， 勻減小，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，在磁場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)， 線為0點(diǎn)速度圖線的切線，數(shù)據(jù)由圖中給出，不考虛重力影響，求:(1)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率；t

8、2時(shí)刻回路電功率.3.如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向一個(gè)垂直斜面向上，另一個(gè)垂直斜面向下， 寬度均為L(zhǎng),一個(gè)質(zhì)量為m邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框以速度 V剛進(jìn)入上邊磁場(chǎng)時(shí)，即恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求：（1）當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff時(shí)，線框的加速度多大？方向如何？ （2）當(dāng)ab到達(dá)gg與ff中間位置時(shí)，線框又恰好作勻速運(yùn)動(dòng)，求 線框從開(kāi)始進(jìn)入到 ab邊到達(dá)gg與ff中間位置時(shí)，產(chǎn)生 的熱量是多少？v-egr4. （8分）用質(zhì)量為 m總電阻為 R的導(dǎo)線做成邊長(zhǎng)為 放在傾角為0的平行絕緣導(dǎo)軌上，平行導(dǎo)軌的間距也為I ,滑的，在導(dǎo)軌的下端有一寬度為I （即ab=l ）、磁感應(yīng)

9、強(qiáng)度為 B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的邊界aa、bb垂直于導(dǎo)軌，磁場(chǎng)的方向與線框平面垂直。某一次，把線框從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，線框恰好能夠勻速地穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。若當(dāng)?shù)氐闹亓?加速度為g,求：（1 ）線框通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度；（2）開(kāi)始釋放時(shí)，MNf bb之間的距離；（3 ）線框在通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中所生的熱。l的正方形線框 MNPQ并將其 如圖所示。線框與導(dǎo)軌之間是光6.如圖所示，光滑斜面的傾角a = 30,在斜面上放置一矩形線框abed, ab邊的邊長(zhǎng)B =，如果線s =,(取 g =li = 1m be邊的邊l2=，線框的質(zhì)量 m= 1kg，電阻R=Q,線框通過(guò)細(xì)線與重物相連，重物 質(zhì)量M= 2kg,斜面上

10、ef線(ef II gh)的右端方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)最初一段時(shí)間是勻速的，ef線和gh線的距離210m/s ),ghM試求：v是多少？gh線所用的時(shí)間t是多少?線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度ab邊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到a質(zhì)量為m電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過(guò)寬7、如圖所示，將邊長(zhǎng)為然后落下并勻速進(jìn)人度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里。線框向上離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速 度剛好是進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，線框離開(kāi)磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度，磁場(chǎng)。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。求：(1 )線框在下落階段勻速進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)的速度V2；(2

11、 )線框在上升階段剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度V1；(3)線框在上升階段通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q2. ABC 3. D2. 41根據(jù)q =I t，由I -1圖象得：q =- E又根據(jù)I =R_ = BL2Rt Rt得 R = 4 Q由電流圖像可知，感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律:由感應(yīng)電流IBLV，可得金屬框的速度隨時(shí)間也是線性變化的,R(2 分)線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度線框在外力F和安培力Fa作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn) Fa= ma得力 F=( t +) N所以 t=3s 時(shí)，水平力 F (0.2 3 0.1) 0.7N2、解：(1)由 vt圖可知，剛開(kāi)始t=0時(shí)刻線圈加速度為a 西，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

12、t1L2 B R R t 線圈此刻所受安培力為3F=BIL= -B ma,得一BR ttmv0RBoti L3 (2)線圈在t2時(shí)刻開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有兩種可能： 線圈沒(méi)有完全進(jìn)入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)就消失，所以沒(méi)有感應(yīng)電流， 磁場(chǎng)沒(méi)有消失，但線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)，盡管有感應(yīng)電流，但所受合力為零，同樣做勻回路電功率P=0.2I 2 B速直線運(yùn)動(dòng). P ()2/rR tm2Vo2RBo2to2 L23、 3、(1) a=3gsin 0,方向平行于斜面向上2(2) Q= 3mglsin 0 /2 +15 mv /324、( 1)(共4分)線框在磁場(chǎng)區(qū)域做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其受力如圖所示:F=m(sin 0F=BIlI =/R=Blv又安培力： 感應(yīng)電流： 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：解得勻速運(yùn)動(dòng)的速度：v=mgRn 0