电磁感应线框进出磁场结合图象问题带答案Word下载.docx

电磁感应线框进出磁场结合图象问题带答案Word下载.docx

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■••••••0

■I

CD

4.边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动，穿过方护岬的有柬匀强磁场J区域.磁场区域的宽度为d（d>

L）o已知ab边进入磁场时，线L[：

：

「

框的加速度恰好为零.则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧[:

穿出的过程相比较，有（）二••二

B

La

A.产生的感应电流方向相反

F

B.所受的安培力方向相反

b

C.进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间

D.进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量

5.如图8所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为B。

一边长为0、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置沿水平向右方向以速度v匀

速穿过两磁场区域，在下图中线框A、B两端电压Uab与线框移动距离x的关系图象正确的是（）

UabUab

3a

F一t关系乎意罔屮阴强跳是（）

a2a

-3Bav/4

A

乙

图8

6•如图所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,

磁场方向均垂直于纸面，一正方形导线框abed位于纸面内，甜边与磁场的边界P重合。

导线框与磁场区域的尺寸如图所示。

从t二0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域，以

b-c-d为线框咿的电流i的正方j向，向左为节线框所受安播才购正方向以下i-t和

7•如图所示，相距均为d的的三条水平虚线J与L?

、L?

与

•••cld13tZ,«

••A

间分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度大|

XX除XX1

为B。

一个边长也是d的止方形导线框，从Li上方一定咼xxxxxxxx|

处由静止开始自由下落，当此边刚越过「进入磁场时，恰好以L

速度Vi做匀速直线运动；

当ab边在越过L?

运动到Ls之前的某1d

个时刻，线框又开始以速度v舁故匀速直线运动，在线框从进入

磁场到速度变为也的过程中，设线框的动能变化量大小为少

d重力对线框做功大小为Hl,安培力对线框做功大小为％,下列Ls

说法中正确的有（）

A.在导体框下落过程中，由于重力做正功，所以有v2>

V1

B・从ab边进入磁场到速度变为也的过程中，线框动能的变化量大小为m=W2-W!

C.从ab边进入磁场到速度变为V2的过程中，线框动能的变化量大小为2^k=W-W2

D.从此边进入磁场到速度变为比的过程中，机械能减少了+

（二）、三角形线框进出匀强磁场

1.如图7甲所示，两个相邻的有界匀强磁场区，方向相反，且垂直纸面，磁感应强度的大小均为B,磁场区在y轴方向足够宽，在x轴方向宽度均为一正三角形（中垂线长为a）导线框ABC从图示位置向右匀速穿过磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向,

图5乙中感应电流i与线框移动距离x的关系图彖正确的是

aaa

甲

11,z

・■

・•

■•

•

▽

Io

fololo

0>

0〉

a2a3a

a

20.3Q.

-Io_Io-Io

2LAB

图

7二.填空题

X■B

-1）

1、如图所示，正方形金属框ABCD边长L=20cm,质量m=0.1kg,金属框的细线跨过两定滑轮后，其另一端挂着一个质量为

M二0.14kg的重物，重物拉看金属框运动,当金属框的AB边以某一速度进入磁感强度B二0.5T的水平匀强磁场后，即以该速度v做匀速运动，取g=10m/s1则金属框匀速上升的速度v二m/s,在金属框匀速上升的过程中，重物M通过悬线对金属框做功J，其中有J的机械能通过电流做功转化为内能.

三、计算题

1.（12分）如图甲所示，一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中，它的一

边与磁场的边界MN重合。

在水平力F作用下由甲卉平沖甲咅矜訓晋过5s线框被拉出磁场。

测得金属线框中的电流随时J可变化的图程中。

卜••]■

⑴求通过线框导线截面的电*及线悵冲电阻；

⑵求t=3s时水平力F的大小...

加•••

0.6

0.4

0.2

有界匀强磁场区域如图甲所示，质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abed边长分N0123456t/s

甲乙

别为L和2L,线圈一半在磁场内，一半在磁场外，磁感强度为Bo.to=0时刻磁场开始均匀减小，线圈中产生感应电流，在磁场力作用下运动，v—t图象如图乙所示，图中斜向虚线为0点速度图线的切线，数据由图中给岀，不考虚重力影响，求：

（1）磁场磁感应强度的变化率；

（2）t2时刻回路电功率.

3.如图所示，在倾角为的胱滑斜而上，存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场，方

向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L,一个质量为m,边长为L的正方形线框以速度V刚进入上边磁场时，即恰好做匀速直线运动，求：

（1）当甜边

■

刚越过ff时.线桐的加速度多大？

方向如何?

到达gg与ff中间位置时.线框又恰好作匀速运动.求

线框从开始进入到ab边到达gg与ff中间位置时.产生

g

f'

c

aa7、bb‘垂直于导轨，磁场的方向与线框平而垂直。

某一次，把线框从静止状态释放，线框恰好能够匀速地穿过磁场区域。

若当地的重力加速度为g,求：

（1）线框通过磁场时的运动速度；

（2）开始释放时，MN与bb‘之间的距离；

（3）线框在通过磁场的过程中所生的热。

6.如图所示，光滑斜面的倾角a=30。

，在斜面上放置一矩形线框abed,ab边的边长h=lm,be边的边l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Q,线框通过细线与重物相连，重物质量M=2kg,斜面上ef线（ef〃gh）的右端方有垂直斜面向上的匀强磁场，B=0.5T,如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh线的距离s=11.4m,

（取g=10m/s

C

2）,

试求：

⑴线框进入磁场时的速度v是多少？

⑵ab边由静止开始运动到gh线所用的时间t是多少?

7、如图所示，将边长为8、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。

线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场。

整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动。

求：

（1）线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度也；

（2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度

（3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q.

（一）、1.B2.ABC3.D4.AD5.D6.AC7.BD

（二）、1.C2.40.280.08

（三）

1、⑴根据q=It,由I—t图象得:

q=l.25C

又根据1=

得R=4Q

⑵由电流图像可知，感应电流随时间变化的规律：

1=0.It

BLv

由感应电流1,=司福金属框的速度随时间也是线性变化的，

R

RI

v==0.21（2分）

BL

2

线框做匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s

线框在外力F和安培力0作用下做匀加速直线运动，FFma

—A=

=x+=

得力F=（0.2t+0.1）N

t

1

2B也勺

Lt厕Rrt

mvR

o

BtL

01

3

v

a,此时感应电动势

所以t=3s时.水平力F（0・230.1）0.7N_

2、解：

（1）由v—t图可知，刚开始t二0时刻线圈加速度为

a△

'

A~A__A

cAA

一A-'

BLB

Oma

线圈此刻所受安培力为F=BIL=,

得

Rt

⑵线圈在12甘刻开矩做碗直线运型，有两种可能:

1线圈没有完否进入磁场△磁场就消険，所以没有感应电流，回路电功率P二0.

B2/rHivt）兀

磁场没有消失，但线圈完全进入磁场，尽管有感应电流，但所受合力为零，同样做匀

02ZZjBoto

3、3、

（1）a=3gsin,（）方向平行于斜面向上

（2）Q=3mglsin0/2+15mv

732

4、

（1）（共4分）线框在磁场区域做匀速运动时,

・*.F=mgsin（）

又安培力:

F二BI1感应电流：

1二E/R

感应电动势:

E=Blv

厶乙解得匀速运动的速度:

v=mgRsinO/B

（2）（共2分）在进入磁场前，线框的加速度a=gsin0

所以线框进入磁场前下滑的距离s二v=mgRsin

44

2a2B1

（3）

5、

（1）6m/s

（2）2.5s

（共2分）过程中线框沿斜面通过了21的距离，所以：

Q热=mg-21sin0

（mgf）R

6、

（1）、222

V

12（）22z

3R

22

Qm[（mg）f]（mgf）（ab）

2Ba