如图所示，矩形单匝导线框abcd竖直放置，其下方有一磁感应强度为B的有界匀强磁场区域，该区域的上边界PP"水平，并与线框的ab边平行，磁场方向与线框平面垂直，已

题型：北京期末题难度：来源：

如图所示，矩形单匝导线框abcd竖直放置，其下方有一磁感应强度为B的有界匀强磁场区域，该区域的上边界PP"水平，并与线框的ab边平行，磁场方向与线框平面垂直，已知线框ab边长为L₁，ad边长为L₂，线框质量为m，总电阻为R。现无初速地释放线框，在下落过程中线框所在平面始终与磁场垂直，且ab边始终与PP"平行。重力加速度为g。若线框恰好匀速进入磁场，求：
(1)dc边刚进入磁场时，线框受安培力的大小F；
(2)dc边刚进入磁场时，线框速度的大小v；
(3)在线框从开始下落到ab边刚进入磁场的过程中，重力做的功W。

答案

解：(1)由于线框匀速进入磁场，所以线框进入磁场时受安培力的大小F=mg
(2)线框dc边刚进入磁场时，感应电动势E=BL₁v
感应电流

de边受安培力的大小F=BIL₁
又F=mg
解得线框速度的大小

(3)在线框从开始下落到dc边刚进入磁场的过程中，重力做功W₁
根据动能定理得

在线框从dc边刚进入磁场到ab边刚进入磁场的过程中，重力做功W₂
W₂=mgL₂所以

举一反三

如图所示，在粗糙绝缘水平面上有一正方形闭合金属线框abcd，其边长为l，质量为m，金属线框与水平面的动摩擦因数为μ，虚线框a"b"c"d"内有一匀强磁场，磁场方向竖直向下，开始时金属线框的ab边与磁场的d"c"边重合，现使金属线框以初速度v₀沿水平面滑入磁场区域，运动一段时间后停止，此时金属线框的dc边与磁场区域的d"c"边距离为l，在这个过程中，金属线框产生的焦耳热为

[ ]
A.

题型：北京期末题难度：| 查看答案

如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN，PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.30 m。导轨电阻忽略不计，其间接有固定电阻R=0.40 Ω。导轨上停放一质量为m=0.10 kg、电阻r=0.20 Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50 T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始做匀加速直线运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，并获得U随时间t的关系如图乙所示，求：
(1)金属杆加速度的大小；
(2)第2s末外力的瞬时功率。

题型：浙江省模拟题难度：| 查看答案

如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v，3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中

[ ]
A．导体框所受安培力方向相同
B．导体框中产生的焦耳热相同
C．导体框ad边两端电势差相等
D．通过导体框截面的电荷量相同

题型：山东省模拟题难度：| 查看答案

如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L=l m，上端接有电阻R=3 Ω，虚线OO"下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m=0.1 kg、电阻r=1 Ω的金属杆ab，从OO"上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v-t图象如图乙所示。（取g=10 m/s²）求：
(1)磁感应强度B；
(2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中电阻R产生的热量。

题型：山东省模拟题难度：| 查看答案

如图所示，光滑的平行金属导轨CD与EF间距为L=1 m，与水平夹角为θ=30°，导轨上端用导线CE连接（导轨和连接线电阻不计），导轨处在磁感应强度为B=0.1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。一根电阻为R=1 Ω的金属棒MN两端有导电小轮搁在两导轨上，棒上有吸水装置P。取沿导轨向下为x轴正方向，坐标原点在CE中点。开始时棒处在x=0位置（即与CE重合），棒的起始质量不计。当棒自静止起下滑时，便开始吸水，质量逐渐增大，设棒质量的增大与位移x的平方根成正比，即

，k为一常数，

。
(1)猜测金属棒下滑过程中做的是什么性质的运动，并加以证明；
(2)求金属棒下滑2m位移时速度为多大？

题型：江西省模拟题难度：| 查看答案