電磁感應(yīng)中的矩形線圈模型類問題

1、.頁腳.頁腳.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【例1L的區(qū)域內(nèi)，有A.A.完全進入磁場中時線圈的速度大于(Vo+v)B.安全進入磁場中時線圈的速度等于(vo+v)C.完全進入磁場中時線圈的速度小于(vo+v)D.以上情況A、B均有可能，而 C是不可能的個邊長為a (aL)的正方形閉合線圈以初速 則V0垂直磁場邊界滑過磁場后速度變?yōu)関 (VVo),/2;/2 ；/2；線圈在滑入磁場過程中產(chǎn)生的熱量Q i與滑出磁場過程中產(chǎn)生的熱量Q 2之比為。aX X X XaX X X XX X X XX X X X L),磁場的磁感應(yīng)強度為 B=5T,方向與線框平面垂直。今線框從距磁場上邊界h=3

2、0cm 處自由下落，已知線框的 dc邊進入磁場后，ab邊到達上邊界之前的某一時刻線框的速度已達到這一 階段的最大值，問從線框開始下落到 dc邊剛剛到達磁場下邊界的過程中，磁場作用于線框的安 培力做的總功是多少？ ( g=10m/s2)nT% X X X:X 乂 X 乂【例6】如圖所示，將邊長為 a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過寬度 為b、磁感應(yīng)強度為 B的勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向里.線框向上離開磁場時的速度剛好 是進人磁場時速度的一半，線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進人磁場.整個運動過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.求: TOC

3、o 1-5 h z (1)線框在下落階段勻速進人磁場時的速度V2；(2)線框在上升階段剛離開磁場時的速度Vi；(3)線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q.【例7】如圖所示，在傾角為口的光滑斜面上，存在著兩個磁感應(yīng)強度大小均為B的勻強磁場，區(qū)域I磁場方向垂直斜面向下，區(qū)域H磁場方向垂直斜面向上，磁場寬度均為L, 一個質(zhì)量為m ,電阻為R,邊長也為L的正方形線框，由靜止開始下滑，沿斜面滑行一段距離后 ab邊剛越過ee 進入磁場區(qū)域工時，恰好做勻速直線運動.若當ab邊到達gg 與ff 的中間位置時，線框又恰好做勻速直線運動.求：當ab邊剛越過ee進入磁場區(qū)域I時做勻速直線運動的速度v.(2)當

4、ab邊剛越過f 進入磁場區(qū)域n時，線框的加速度 a.線框從ab邊開始進入磁場I至 ab邊到達gg 與ff 的中間位置的過程中產(chǎn)生的熱量.【例8】磁懸浮列車的原理如圖所示，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磁場Bi、B2,導(dǎo)軌上有金屬框 abcd ,金屬框的面積與每個獨立磁場的面積相等。當勻強磁場 Bi、B2同時以吊 中 ?速度v沿直線導(dǎo)軌向右運動時，金屬框也會沿直線導(dǎo)軌I：；：；：運動。設(shè)直導(dǎo)軌間距為 L= 0.4m , Bi=B2=1T,磁場運 ：；：；：動速度為v = 5m/s ,金屬框的電阻為 R= 20。試求：c d(1)若金屬框不受阻力時，金屬框如何運動；(2)當金

5、屬框始終受到 f=1N的阻力時，金屬框相對于地面的速度是多少；(3)當金屬框始終受到1N的阻力時，要使金屬框維持最大速度， 每秒鐘需要消耗多少能量? 這些能量是誰提供的？【例9】如圖所示，間距為L的兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為0,導(dǎo)軌光滑且電阻忽略不計.場強為B的條形勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁場區(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進入第2個磁場區(qū)域時，b以與a同樣的速度進入第1個磁場區(qū)域，求b穿過第1 個磁場區(qū)域過程中增加的動能4Ek.(2)若a進入第2個磁場區(qū)域時，b恰好離開第1個磁

6、場區(qū)域；此后a離開第2個磁場區(qū)域 時，b又恰好進入第2個磁場區(qū)域.且a. b在任意一個磁場區(qū)域或無磁場區(qū)域的運動時間均 相.求b穿過第2個磁場區(qū)域過程中，兩導(dǎo)體棒產(chǎn)生的總焦耳熱Q.(3)對于第(2)問所述的運動情況，求 a穿出第k個磁場區(qū)域時的速率 v。練習(xí)：.如圖，abcd是一閉合的小金屬線框，用一根絕緣細桿掛在固定點。，使金屬線框在繞豎直線OO 來回擺動的過程中穿過水平方向的勻強磁場區(qū)域，磁感線方向跟線框平面垂直，若懸點摩擦和空氣阻力均不計，則下列說法中正確的是（）線框進入或離開磁場區(qū)域時，都產(chǎn)生感應(yīng)電流，而且電流的方向相反線框進入磁場區(qū)域后越靠近OO 線時速度越大，因而產(chǎn)生的感應(yīng)電流也越

7、大線框開始擺動后，擺角會越來越小，擺角小到某一值后將不再減小a線框擺動過程中，它的機械能將完全轉(zhuǎn)化為線框電路中的電能aA. BE C.D.用同樣的材料、不同粗細導(dǎo)線繞成兩個質(zhì)量面積均相同的正方形線圈I和n,使它們從離有理想界面的勻強磁場高度為h的地方同時自由下落，如圖 2所示.線圈平面與磁感線垂直，空氣阻力不計，則（）A.兩線圈同時落地，線圈發(fā)熱量相同B.細線圈先落到地，細線圈發(fā)熱量大C.粗線圈先落到地，粗線圈發(fā)熱量大 D,兩線圈同時落地，細線圈發(fā)熱量大.如圖所示，在平行于地面的勻強磁場上方，有兩個相同金屬材料制成的邊長相同的正方形線圈a、b,其中a的導(dǎo)線比b的粗，它們從同一高度自由落下，則（

8、）A.它們同時落地 B.a先落地 C.b先落地D.無法判斷.如圖所示，在光滑的水平面上，有豎直向下白勻強磁場，分布在寬度為L的區(qū)域里，現(xiàn)有一邊長為a(ag0.如圖所示，左右兩個勻強磁場感應(yīng)強度為B,方向相反。正方形(邊長為 L, Ls)線圈電阻為R,以速度v勻速向右通過有界勻強磁場 1區(qū)和3區(qū)。求：(1) ab邊剛進入2、3區(qū)域時感應(yīng)電流I的大小和方向；(2)從1區(qū)到3區(qū)的過程中拉力所做的功。.如圖所示，正方形線圈邊長為 a,總電阻為R,以速度v從左至右勻速穿過兩個寬最大均為L(La)、磁感強度大小均為 B但方向相反的勻強磁場區(qū)域，運動方向與磁場 邊、磁場邊界及磁場方向垂直，這一過程中線圈中感應(yīng)電流的最大值為,全過程線圈中產(chǎn)生的內(nèi)能為。.如圖所示，垂直紙面向外的磁場強弱沿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bc=0.2m ,寬ab=0.1m 的矩形線框abcd 以2 m/s的速度沿x軸方向勻速運動，金屬 框的電阻為0.02 Q ,問：(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動，需加多大的外力？.如圖15-38所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,磁場中有