電磁感應(yīng)中的矩形線(xiàn)圈模型類(lèi)問(wèn)題

1、電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用三L的區(qū)域內(nèi)，有個(gè)邊長(zhǎng)為a( aL)的正方形閉合線(xiàn)圈以初速A 完全進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)線(xiàn)圈的速度大于(B 安全進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)線(xiàn)圈的速度等于(C .完全進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)線(xiàn)圈的速度小于(【例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V0垂直磁場(chǎng)邊界滑過(guò)磁場(chǎng)后速度變?yōu)関( v L)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B=5T，方向與線(xiàn)框平面垂直。 今線(xiàn)框從距磁場(chǎng)上邊界h=30cm處自由下落，已知線(xiàn)框的de邊進(jìn)入磁場(chǎng)后，ab邊到達(dá)上邊界之前的某一時(shí)刻線(xiàn)框的速度已達(dá)到這一階段的最大值， 問(wèn)從線(xiàn)框開(kāi)始下落到de邊剛剛到達(dá)磁場(chǎng)下邊界的過(guò)程中，磁場(chǎng)作用于線(xiàn)框的安培力做的總功是多少？ (

2、g=10m/s2)abdXX XX XJ【例6】如圖所示，將邊長(zhǎng)為 a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線(xiàn)框豎直向上拋出，穿過(guò)寬度 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(xiàn)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(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)人磁場(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(xiàn)框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng).求：(1 )線(xiàn)框在下落階段勻速進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)的速度V2；(2 )線(xiàn)框在上升階段剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度Vi;(3) 線(xiàn)框在上升階段通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q.【例7】如圖所示，在傾角為口的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域I磁

3、場(chǎng)方向垂直斜面向下，區(qū)域H磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng), 一個(gè)質(zhì)量為m,電阻為R,邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形線(xiàn)框，由靜止開(kāi)始下滑，沿斜面滑行一段距離后 ab邊剛越過(guò)ee 進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域工時(shí)，恰好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)若當(dāng)ab邊到達(dá)gg 與ff 的中間位置時(shí)， 線(xiàn)框又恰好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)求：(1) 當(dāng)ab邊剛越過(guò)ee進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域I時(shí)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度v.(2) 當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff 進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域n時(shí)，線(xiàn)框的加速度a.(3) 線(xiàn)框從ab邊開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)I至 ab邊到達(dá)gg與ff 的中間位置的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量【例8】磁懸浮列車(chē)的原理如圖所示，在水平面上，兩根平行直導(dǎo)軌間有豎直方向且等間距的勻 強(qiáng)磁場(chǎng)Bi、B2，導(dǎo)

4、軌上有金屬框 abed，金屬框的面積與每個(gè)獨(dú)立磁場(chǎng)的面積相等。當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1、B2同時(shí)以速場(chǎng)S3b度v沿直線(xiàn)導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框也會(huì)沿直線(xiàn)導(dǎo)軌運(yùn)* t3( I*-XMM* 醫(yī)It賢動(dòng)。設(shè)直導(dǎo)軌間距為L(zhǎng) = 0.4m, B1 = B2=仃，磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)t *K速度為v = 5m/s,金屬框的電阻為 R= 2QO試求：d(1) 若金屬框不受阻力時(shí)，金屬框如何運(yùn)動(dòng)；(2) 當(dāng)金屬框始終受到 f= 1N的阻力時(shí)，金屬框相對(duì)于地面的速度是多少；(3) 當(dāng)金屬框始終受到1N的阻力時(shí)，要使金屬框維持最大速度， 每秒鐘需要消耗多少能量? 這些能量是誰(shuí)提供的？【例9】如圖所示，間距為l的兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌與

5、水平面的夾角為e，導(dǎo)軌光滑且電阻忽略不計(jì).場(chǎng)強(qiáng)為B的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為di，間距為d2.兩根質(zhì)量均為m有效電阻均為R的導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直.(設(shè)重力加速度為g)(1) 若a進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b以與a同樣的速度進(jìn)入第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，求b穿過(guò)第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中增加的動(dòng)能壓.(2) 若a進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b恰好離開(kāi)第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域；此后a離開(kāi)第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，b又恰好進(jìn)入第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域且a. b在任意一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域或無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均相求b穿過(guò)第2個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，兩導(dǎo)體棒產(chǎn)生的總焦耳熱Q(3) 對(duì)于第(2)問(wèn)所述的運(yùn)動(dòng)情況，求 a穿出第k個(gè)磁場(chǎng)

6、區(qū)域時(shí)的速率 v。練習(xí)：1.如圖，abed是一閉合的小金屬線(xiàn)框，用一根絕緣細(xì)桿掛在固定點(diǎn)0,使金屬線(xiàn)框在繞豎直線(xiàn)00 來(lái)回?cái)[動(dòng)的過(guò)程中穿過(guò)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感線(xiàn)方向跟線(xiàn)框平面垂直，若懸點(diǎn)摩 擦和空氣阻力均不計(jì)，則下列說(shuō)法中正確的是（） 線(xiàn)框進(jìn)入或離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，都產(chǎn)生感應(yīng)電流，而且電流的方向相反 線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后越靠近00 線(xiàn)時(shí)速度越大，因而產(chǎn)生的感應(yīng)電流也越大 線(xiàn)框開(kāi)始擺動(dòng)后，擺角會(huì)越來(lái)越小，擺角小到某一值后將不再減小X I X X 線(xiàn)框擺動(dòng)過(guò)程中，它的機(jī)械能將完全轉(zhuǎn)化為線(xiàn)框電路中的電能A. B.C.D.2用同樣的材料、不同粗細(xì)導(dǎo)線(xiàn)繞成兩個(gè)質(zhì)量面積均相同的正方形線(xiàn)圈I和n,使它們從

7、離有 理想界面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)高度為h的地方同時(shí)自由下落，如圖2所示線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)垂直，空氣阻力不計(jì)，則（）A .兩線(xiàn)圈同時(shí)落地，線(xiàn)圈發(fā)熱量相同.|B.細(xì)線(xiàn)圈先落到地，細(xì)線(xiàn)圈發(fā)熱量大7 1X X H XC 粗線(xiàn)圈先落到地，粗線(xiàn)圈發(fā)熱量大D 兩線(xiàn)圈同時(shí)落地，細(xì)線(xiàn)圈發(fā)熱量大3 如圖所示，在平行于地面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方，有兩個(gè)相同金屬材料制成的邊長(zhǎng)相同的正方形線(xiàn)圈a、b,其中a的導(dǎo)線(xiàn)比b的粗，它們從同一高度自由落下，則（）A.它們同時(shí)落地B.a先落地C.b先落地D.無(wú)法判斷abx x4.如圖所示，在光滑的水平面上，有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，分布在寬度為L(zhǎng)的區(qū)域里，現(xiàn)有一邊長(zhǎng)為a(a=電阻:. 一;。其下方有一勻

8、強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的上、下邊界|宀和均與ab平行，兩邊界間的距離為H,且 用二厶，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度IB= l.or，方向與線(xiàn)框平面垂直。如圖所示，令線(xiàn)框從de邊離磁場(chǎng)區(qū)域上邊界|的距離為：-:，處自由下落，已知線(xiàn)框的de邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后，ab邊到達(dá)邊界之前的某一時(shí)刻線(xiàn)框的速度已達(dá)到這一階段的最大值。問(wèn)從線(xiàn)框開(kāi) 始下落，到de邊剛剛到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域下邊界-二的過(guò)程中，磁場(chǎng)作用于線(xiàn)框的安培力做的總功為多少？（ g =d 毛 PVni牛胃X X N x / X X X X 7.如圖所示，左右兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向相反。正方形（邊長(zhǎng)為 L，Ls）線(xiàn)圈電阻為R,以速度v勻速向右通過(guò)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng) 1區(qū)和

9、3區(qū)。求：（1）ab邊剛進(jìn)入2、3區(qū)域時(shí)感應(yīng)電流I的大小和方向；（2）從1區(qū)到3區(qū)的過(guò)程中拉力所做的功。8如圖所示，正方形線(xiàn)圈邊長(zhǎng)為 a,總電阻為R,以速度v從左至右勻速穿過(guò)兩個(gè)寬 均為L(zhǎng)(La)、磁感強(qiáng)度大小均為B但方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)一 邊、磁場(chǎng)邊界及磁場(chǎng)方向垂直，這一過(guò)程中線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的最大值為 ，全過(guò)程線(xiàn)圈中產(chǎn)生的內(nèi)能為09. 如圖所示，垂直紙面向外的磁場(chǎng)強(qiáng)弱沿y軸方向不變，沿x軸方向均勻增加，變化率為1 T/m,有一長(zhǎng)bc=0.2m，寬ab=0.1m的矩形線(xiàn)框abed以2 m/s的速度沿x軸方向勻速運(yùn)動(dòng)，金屬框的 電阻為0.02 Q，問(wèn)：(1) 金屬框中感應(yīng)電流的方向如何？大小是多少?(2) 為保持金屬框勻速運(yùn)動(dòng)，需加多大的外力？V,Hlb1 *10. 如圖15-38所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)