电磁感应线框进出磁场(结合图象)问题(带答案)

.（一）、矩形线框进出匀强磁场1. 如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽为l 的区域内，;.现有一个边长为a(a l ) 的正方形闭合线圈以速度v0 垂直磁场边界滑过磁场后速度变为v(v v0 )那么：（）lv0a 完全进入磁场时线圈的速度大于b.完全进入磁场时线圈的速度等于c完全进入磁场时线圈的速度小于(v0v) /2a(v0v) /2(v0v) /2d以上情况ab 均有可能，而c 是不可能的2. 如图（ 3）所示，磁感应强度磁场中匀速拉出磁场。在其它条件不变的情况下为b 的匀强磁场有理想界面，用力将矩形线圈从a 、速度越大时，拉力做功越多。b、线圈边长l 1 越大时，拉力做功越多。c、线圈边长l 2 越大时， 拉力做功越多。d、线圈电阻越大时，拉力做功越多。3. 如图所示，为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为b，方向分别垂直纸面向里 和向外，磁场宽度均为l，距磁场区域的左侧l 处，有一边长为l 的正方形导体线框，总电阻为 r，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力f 使线框以速度v 匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的电动势e 为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量 的方向为正，外力f 向右为正。则以下关于线框中的磁通量、感应电动势e、外力 f 和电功率 p 随时间变化的图象正确的是（d）e0t0tbbabvfp0tllll0tcd4. 边长为 l 的正方形金属框在水平恒力f 作用下运动，穿过方向如图的有界匀强磁场区域磁场区域的宽度为d（ dl ）。已知 ab 边进入磁场时，线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b穿出的过程相比较，有()laa 产生的感应电流方向相反fb. 所受的安培力方向相反bc. 进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间dd. 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2 a ，磁感应强度的大小为b。一边长为a、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（）3bav/ bav/4ouaba2a3axbav bav/4ouaba2a 3abav/4oxuaba2a3a x甲bav3bav/bav/4ouaba2a3ax-3 bav/4abcd乙图 86. 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abcd 位于纸面内， ab 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=0 时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域，以a b cd为线框中的电流i 的正方向，向左为导线框所受安培力的正方向，以下i t 和ft 关系示意图中正确的是（）7. 如图所示，相距均为d 的的三条水平虚线l1 与 l 2、l 2 与dcl3 之间分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度大ab小均为 b。一个边长也是d 的正方形导线框，从l 1 上方一定高处由静止开始自由下落，当 ab 边刚越过 l 1 进入磁场时， 恰好以l1速度 v1 做匀速直线运动；当ab 边在越过l 2 运动到 l3 之前的某d个时刻，线框又开始以速度v2 做匀速直线运动，在线框从进入l2d磁场到速度变为v2 的过程中，设线框的动能变化量大小为ek，l3重力对线框做功大小为w1，安培力对线框做功大小为w2 ，下列说法中正确的有（）a 在导体框下落过程中，由于重力做正功，所以有v2v1b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ekw2w1c. 从d. 从ab 边进入磁场到速度变为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v2 的过程中，机械能减少了w1 +ekekw1w2（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a，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，在图5乙 中 感 应 电 流i与 线 框 移 动 距 离x的 关 系 图 象 正 确 的 是（）ybbbcoxaaaa甲ii 0o-i 0a2aa3axii 0o-i 0a2a 3abii 02axoa- 2i 0c乙3a xi2i 0i 0o-i 03aa2axd图 7二填空题1、如图所示，正方形金属框abcd 边长 l=20cm，质量 m=0.1kg ，电阻 r=0.1，吊住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= 0.14kg 的重物，重物拉着金属框运动，当金属框的ab 边以某一速度进入磁感强度b=0.5t 的水平匀强磁场后，即以该速度v 做匀速运动，取g= 10m/s 2，则金属框匀速上升的速度v=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 作用下由静止开始向左运动，经过5s 线框被拉出磁场。 测得金属线框中的电流随时间变化的图像如乙图所示，在金属线框被拉出的过程中。求通过线框导线截面的电量及线框的电阻；求 t=3s 时水平力f 的大小；m0.6b0.4i /a0.22. 有界匀强磁场区域如图甲所示n，质量为m、0电阻1 为2r3 的4长5方形6 矩形t /线s圈abcd 边长分甲乙别为 l 和 2l ，线圈一半在磁场内，一半在磁场外，磁感强度为 b0. t0 = 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o 点速度图线的切线，数据由图中给出，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，在倾角为的光滑斜面上，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 ab 边dbecvfa刚越过ffe时，线框的加速度多大？方向如何？（2）当 abgbb到 达 gg 与 ff中间位置时，线框又恰好作匀速运动，求f线框从开始进入到ab 边到达的热量是多少？gg 与 ff中间位置时， 产生g4（ 8 分）用质量为m、总电阻为r的导线做成边长为 l 的正方形线框mnp，q并将其放在倾角为 的平行绝缘导轨上，平行导轨的间距也为l，如图所示。线框与导轨之间是光滑 的，在导轨的下端有一宽度为l（即 ab=l）、磁感应强度为b 的有界匀强磁场，磁场的边界aa、 bb垂直于导轨，磁场的方向与线框平面垂直。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 30，在斜面上放置一矩形线框abcd， ab 边的边长l11m，bc 边的边 l2 0.6m，线框的质量m 1kg ，电阻 r 0.1 ，线框通过细线与重物相连，重物质量m2kg ，斜面上如果线框从静止开始运动，（取 g 10m/s2）， 试求：线框进入磁场时的速度 ab 边由静止开始运动到ef 线（ efgh）的右端方有垂直斜面向上的匀强磁场，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef 线和 gh 线的距离 0.5t，s 11.4m，gv 是多少？gh 线所用的时间t 是多少？headbfmc7、如图所示，将边长为a、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v2；（2） 线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1；（3） 线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热q（一）、 1.b 2. abc 3. d 4.ad 5.d 6.ac 7.bd（二）、 1.c 2. 40.28 0.08（三）1、根据q = i t，由 i t 图象得： q =1.25c又根据 i erbl 2rtrt得 r = 4 由电流图像可知，感应电流随时间变化的规律：i 0.1tblv由感应电流i，可得金属框的速度随时间也是线性变化的，rv ribl0.2t（ 2 分）线框做匀加速直线运动，加速度a = 0.2m/s 2线框在外力f 和安培力fa 作用下做匀加速直线运动，f fa ma得力 f（ 0.2 t 0.1） n所以 t=3s 时，水平力f(0.230.1)0.7n2、解： (1) 由 v t 图可知，刚开始t=0时刻线圈加速度为av0 ，此时感应电动势t12beel，则 i2lb 。ttrrtb l3bbmv r线圈此刻所受安培力为f=bil=0ma, 得0。rttb t l30 1(2) 线圈在 t 2 时刻开始做匀速直线运动，有两种可能：线圈没有完全进入磁场，磁场就消失，所以没有感应电流，回路电功率p=0.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e 2速直线运动pl 2b2(22m v0 r)/ rrt222b0 t 0 l3、3、 （ 1） a=3gsin ，方向平行于斜面向上2（ 2）q= 3mglsin /2 +15 m/v324、（ 1）（共 4 分）线框在磁场区域做匀速运动时，其受力如图所示：f=mgsin 又安培力 :f=bil感应电流 :i =e/r感应电动势 :e=blv2解得匀速运动的速度:v=mgrsin / b l 2