(16分)如图所示,一边长L=10cm的正方形金属导体框abcd,从某一高度h m处开始竖直向下自由下落,其下边进入只有水平上边界的匀强磁场,磁感应强度B=1.

(16分)如图所示,一边长L=10cm的正方形金属导体框abcd,从某一高度h m处开始竖直向下自由下落,其下边进入只有水平上边界的匀强磁场,磁感应强度B=1.

题型:不详难度:来源:
(16分)如图所示,一边长L=10cm的正方形金属导体框abcd,从某一高度h m处开始竖直向下自由下落,其下边进入只有水平上边界的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T。线框进入磁场时,线框平面保持与磁场垂直,线框底边保持水平。已知正方形线框abcd的质量m=0.1kg,电阻R=0.02,自下边ab进入磁场直到上边cd也进入磁场时为止,整个线框恰好能够保持做匀速直线运动。若g=10m/s2,不计空气阻力,求:

(1)线框下落的高度h;
(2)线框在上述进入磁场的过程中感应电流产生的焦耳热Q。
答案
(1)0.2m(2)0.1J
解析
(1)在线框以v进入磁场时,对线框受力分析如图:

因为线框匀速运动,∴二力平衡,即:
              ①1分
又:         ②2分
             ③2分
               ④2分
又:
          ⑤2分
联解上四式得:∴       ⑥3分
(2)在线框进入磁场的过程中应用能量转化和守恒定律有:
。       ⑦4分
本题考查电磁感应与动能定理的应用,根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势,根据欧姆定律求出电流和安培力,再由动能定理求出高度
举一反三
(8分)水平轨道PQ、MN两端各接一个阻值R1=R2=8的电阻,轨道间距L=1.0m,轨道很长,轨道电阻不计。轨道间磁场按如图所示的规律分布,其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度均为10cm,磁感应强度大小均为B=1.0T,每段无磁场的区域宽度均为20cm,导体棒ab本身电阻r=1.0,导体棒与导轨接触良好。现使导体棒ab以=1.0m/s的速度始终向右匀速运动。求:
(1)当导体棒ab从左端进入磁场区域开始计时,设导体棒中电流方向从b流向a为正方向,通过计算后请画出电流随时间变化的i-t图像;
(2)整个过程中流过导体棒ab的电流为交变电流,求出流过导体棒ab的电流有效值。(结果保留2位有效数字)

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如图所示,将一条形磁铁N极向下插入一闭合的螺线管中的过程中,螺线管中产生感应电流,则下列说法正确的是(   )
A.螺线管的磁通量不变
B.电流表中无电流流过
C.电流表中有电流流过,方向由上向下
D.电流表中有电流流过,方向由下向上

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如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场,若第一次用0.3s时间拉出,外力做的功为,通过导线截面的电量为,第二次用0.9s时间拉出,外力做的功为,通过导线截面的电量为,则(    )
A.B.
C.D.

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穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示,在下列几段时间内,线圈中感应电动势最小的是(  )
A.0~2 sB.2 s~4 s
C.4 s~5 sD.5 s~10 s

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如图2甲所示,两个闭合圆形线圈a、b的圆心重合,放在同一个水平面内,线圈b中通以如图2乙所示的电流,设t=0时b中的电流沿逆时针方向(如图2甲中箭头所示),则线圈a在0一t2时间内
A.一直有顺时针方向的电流
B.一直有逆时针方向的电流
C.先有逆时针方向的电流,后有顺时针方向的电流
D.先有顺时针方向的电流,后有逆时针方向的电流

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