線圈豎直穿過磁場問題例析

1、線圈豎直穿過磁場問題例析線圈豎直穿過磁場問題一直是同學們的一個難關，遇到這種題型就覺得無從 下手。其實它無非涉及力、加速度、速度、焦爾熱這兒個問題，只要弄清了受力情 況，明確了運動過程，問題就會迎刃而解?，F(xiàn)通過兒個實例總結如下：例1如圖1所示，讓閉合矩形銅線圈abed從高處自由下落一段后進入勻強磁場；在下落過程中，線框平面始終與磁場方向保持垂直，且be邊保持水平，在be邊開始進入磁場到ad邊剛進入磁場的這一段時間里，表示線圈運動悄況的速度一時間圖象如圖2所示，不可能的是XXXXXX圖1解析：矩形銅線圈進入磁場過程中，受到豎直向上的安培力，它的大小庁=7?心R,隨V而變化，進入過程分三種情況：I

2、、勻速進入；mgFFII、加速進入，a=gmR，加速度逐淅減?。籱g>FIII、減速進入,"2 ThmRg,加速度逐淅減小mg F答案BBVhD1例2?如圖3所示，在平行于水平地面的勻強磁場上方有三個線圈，從相同的高度山靜止開始同時釋放，三個線圈都是用相同的的金屬材料制成的邊長一樣的 正方形，A線圈有一個缺口， B、C線圈閉合，但B線圈的導線比C的粗，貝UA.三個線圈同時落地B. A 線圈最先落地 X X X X X XX X X X X X圖3解析：三個線圈進入磁場時產(chǎn)生電動勢相同，而A無電流，只受重力，B和C有電流，均受向上的安培力和向下重力，其產(chǎn)生加速度a=g-mR總?設

3、導線橫截面積為s,密度為P,電阻率為P,邊長為L那么：mR二P'4L? S?P4Ly=16P/嚴與導線粗細無關，故B、C加速度相同，所以B、C線圈同進落地，但比A晚。答案BD例3.如圖4所示質(zhì)量為m,邊長為L的正方形線框，從有界的勻強磁場上方由靜止自由下落，線框電阻為R，勻強磁場的寬度為H (L<H),磁感應強度為B,線框下落過程中ab邊與磁場界平行且沿豎直方向，ab邊剛進入磁場和剛穿出 場進線框都做減速運動，加速度大小都是 g/3.求：XXXXXX圖4 ab邊剛進入磁場時與ab邊剛出磁場時的 速度大小。 cd邊剛進入磁場時，線框的速度大小。 線框進入磁場的過程中，產(chǎn)生的熱量解析

4、：3b邊進入磁場時，受重力和安培力，設此時速度為v其加速度b2i3vm mmmR3所以設cd邊剛進入磁場時的速度為,從cd邊剛進入到3b邊剛出磁場用動能定理得mg(H-L)二216加看尺1 刁 FITab邊剛進入到ab邊3線框進入磁場的過程中，重力和安培力做功，線圈剛穿出磁場，山動能定理得:mgL-WF=O山克服安培力做功等于線框產(chǎn)生熱量，解得Q=WF=mgH4.如圖，空間某區(qū)域中有一勻強磁場，磁感應強度方向水平，且垂直于紙面向里，磁場上邊界b和下邊界d水平.在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線圈，線圈上下邊 的距離很短，下邊水平.線圈從水平面&開始下落.磁場上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間

5、的距離.假設線圈下邊剛通過水平面b、c 位于磁場中和d時， 線圈所受到的磁場力的大小分別為 Fb、Fc和Fd,那么DI i aFc>Fb>FdD. Fc<Fb<FdEl5.如右圖所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，兩個邊相等的單匝閉合正方形線圈 1 和【，分別用相同材料，不同粗細的導線繞制 細導線)?兩線圈在距磁場上界面 h 高處山靜止開始自由下落，再進入磁場，最 落到地面 . 運動過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上 界?設線圈I、丨【落地時的速度大小分別為Vl、v2,在磁場中運動時產(chǎn)生的熱 為QI、Q2?不計空氣阻力，那么(D )(I 為后邊量