如图所示，竖直面内的正方形导线框ABCD、abcd的边长均为l、总电阻均为R，质量分别为2m和m,它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度

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如图所示，竖直面内的正方形导线框ABCD、abcd的边长均为l、总电阻均为R，质量分别为2m和m,它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面向里的匀强磁场. 开始时ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合，abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为l. 现将系统由静止释放，当ABCD刚全部进入磁场时，系统开始做匀速运动. 不计摩擦和空气阻力，求：

（1）系统匀速运动的速度大小.
（2）两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热.
（3）线框abcd通过磁场的时间.

答案

(1)

（2）

(3)

解析

试题分析：解：(1)设两线框刚匀速运动的速度为v、此时轻绳上的张力为T，则对ABCD有：

①
对abcd有：

②

③

④
则

⑤
（2）设两线框从开始运动至等高的过程中所产生的焦耳热为Q，当左、右两线框分别向上、向下运动2l的距离时，两线框等高，对这一过程，由能量守恒有：
由能量守恒定律有

⑥
解⑤⑥得

(3)线框abcd通过磁场时以速度v匀速运动，设线框abcd通过磁场的时间为t则

⑦
解⑤⑦得：

点评：导体杆在上升过程中，安培力随着速度增加而变大，当匀速时正好处于平衡状态．由法拉第电磁感应定律与闭合电路殴姆定律可求出速度大小．

举一反三

如图，相距L=1m、电阻不计的平行光滑长金属导轨固定在绝缘水平面上，两导轨左端间接有阻值R=2Ω的电阻，导轨所在区域内加上与导轨所在平面垂直、方向相反的匀强磁场，磁场宽度d均为0.6m，磁感应强度大小B₁=

T、B₂=0.8T。现有电阻r=1Ω的导体棒ab垂直导轨放置且接触良好，当导体棒ab从边界MN进入磁场后始终以速度

m/s作匀速运动，求：

⑴棒ab在磁场B₁中时克服安培力做功的功率；
⑵棒ab经过任意一个磁场B₂区域过程中通过电阻R的电量；
⑶棒ab在磁场中匀速运动时电阻R两端电压的有效值。

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如图所示, 金属导轨是由倾斜和水平两部分圆滑相接而成, 倾斜部分与水平夹角q =37°，导轨电阻不计。abcd矩形区域内有垂直导轨平面的匀强磁场，bc =" ad" =" s" =" 0.20" m。导轨上端搁有垂直于导轨的两根相同金属杆P₁、P₂，且P₁位于ab与P₂的中间位置，两杆电阻均为R，它们与导轨的动摩擦因数m =" 0.30," P₁杆离水平轨道的高度h =" 0.60m," 现使杆P₂不动，让P₁杆静止起滑下，杆进入磁场时恰能做匀速运动，最后P₁杆停在AA¢位置。

求：
(1)P₁杆在水平轨道上滑动的距离x；
(2)P₁杆停止后，再释放P₂杆，为使P₂杆进入磁场时也做匀速运动，事先要把磁场的磁感应强度大小调为原来的多少倍？
(3)若将磁感应强度B调为原来3倍，再释放P₂，问P₂杆是否有可能与P₁杆不碰撞? 为什么？

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如图所示，男女两位同学一起摇绳，男同学站在女同学们的正东方向，两位同学分别捏住绝缘的长金属导线的两端迅速摇动，若金属导线两端连接在一个灵敏电流表的两个接线柱上.下述说法中正确的是

A．摇动过程中导线中的电流方向始终不改变

B．摇动过程中导线中的电流是交变电流

C．若两同学加快摇动金属导线，其他条件不变，则流过电流表的电流将变大

D．若两同学改为南北方向站立摇绳，其他条件不变，则流过电流表的电流将变大

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半圆形导轨竖直放置，不均匀磁场水平方向并垂直于轨道平面，一个金属环在轨道内来回滚动，如图所示，若空气阻力不计，则

A．金属环做等幅振动	B．金属环做减幅振动
C．金属环做增幅振动	D．无法确定

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如图所示，矩形闭合金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，若ab边受竖直向上的磁场力的作用，则可知线框的运动情况是

A．向左平动进入磁场	B．向右平动退出磁场
C．沿竖直方向向上平动	D．沿竖直方向向下平动

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