电磁感应定律应用之线框切割类问题

1、电磁感应定律应用之线框切割类问题Document number : NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT考点线權切劃类问题1. 线框的两种运动状态(1) 平衡状态线框处于静I匕状态或匀速直线运动状态，加速度为旻;(2) 非平衡状态导体棒的加速度不为零.2 电磁感应中的动力学问题分析思路(1) 电路分析：线框处在磁场中切割部分相当于电源,感应电动势相当于电源的电动势，感应电流1=Blv(2) 受力分析：处在磁场中的各边都受到安培力及其他力，但是根拯对称性，在与速度平行方 向的两个边所受的安培力相互抵消。安培力F妒BIU冷厂 根据牛顿第二泄律列动力学方(3) 注意点：线框在进

2、出磁场时，切割边会发生变化，要注意区分：线框在运动过程中, 要注意切割的有效长度变化。3电磁感应过程中产生的焦耳热不同的求解思路(1)焦耳定律：Q=FRt;功能关系：酬安砂(3)能量转化：他能踰少峨4. 电磁感应中流经电源电荷量问题的求解:(1)若为恒龙电流则可以直接用公式 艸(2)若为变化电流，则依据- N5=右瓷“性1.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abed. ”边长大于加边长，置于垂直纸而向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为0,通过线框导体横截而的电荷量为6；第二次边平行MN进入磁

3、场，线框上产生的热量为02,通过线框导体横截而的电荷量为2,贝IJ(A )Mi:x x 仃:;X X cl一b : x x:X XNqi=q22. 一个刚性矩形铜制线圈从髙处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域继续下落，如图所示，贝IJ( C )口甲进磁场XXX虑场A. 若线圈进入磁场过程是匀速运动,B. 若线圈进入磁场过程是加速运动,则离开磁场过程也是匀速运动则离开磁场过程也是加速运动则离开磁场过程也是减速运动D.若线圈进入磁场过程是减速运动,则离开磁场过程是加速运动C. 若线圈进入磁场过程是减速运动,3.(多选)在平行于水平地而的有界匀强磁场上方有三个单匝线圈A、B. C,

4、从静止开始同时释放，磁感线始终与线圈平而垂直，三个线圈都是由相同的金属材料制成的正方形，A线圈有一个小缺口，B和C都闭合，但B的横截面积比C的大，如下图所示，下列关于它们落地时间的判断，正确的是(BD )ABC WHO * X x X XX x X X7777777777777777777777777777777/A. A、B、C同时落地B. A最早落地C. B在C之后落地D. B和C在A之后同时落地4.如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸而向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈I和II,分别用相同材 料、不同粗细的导线绕制(【为细导线).两线圈在距磁场上界而力髙处由静I上开始

5、自由 下落，再进入磁场，最后落到地而.运动过程中，线圈平而始终保持在竖直平而内且下 边缘平行于磁场上边界.设线圈I、II落地时的速度大小分别为O、在磁场中运动 时产生的热量分别为0、不计空气阻力，贝9( D )ELtZLA VV2f QQ2 B Vi=V2 01 = 02C. VI02 D. V=V2, QL ,O2mO.5kg2kgO8mO3mlOm04m0.4m0.9m3m 1 Om个边长为心质量为电阻为R的金属正方形线框，以速度u垂直磁场方向从如图实线位置（I ）开始向右运动，当线框运动到分别 有一半而积在两个磁场中的位置（II）时，线框的速度为;下列说法正确的是（AB ）XXXXWX

6、-X (H) X ；X1i 1 ； X 1:X! 1 QA. 在位置（II）时线框中的电功率为攀3B. 此过程中回路产生的电能为沖2C. 在位散II）时线框的加速度为需D. 此过程中通过导线横截而的电荷呈:为爷12. (多选)在倾角为e足够长的光滑斜而上，存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场， 磁场方向一个垂直斜面向上，另一个垂宜斜而向下，宽度均为厶，如图所示.一个质量为 加、电阻为/?、边长也为厶的正方形线框，在/=0时刻以速度V。进入磁场，恰好做匀速 直线运动，若经过时间巾，线框“b边到达gg与#中间位置时，线框又恰好做匀速运B. %时刻线框匀速运动的速度为屮315C. /o时间内线框中

7、产生的焦热为夕期厶sin&+訝川护D. 离开磁场的过程中线框将做匀速宜线运动13. 磁悬浮列车的原理如图所示，在水平面上，两根平行直导轨上有矩形金属框“bed,导轨 间有竖直方向且等距离(跟川，边的长度相等)的匀强磁场b和血当匀强磁场b和血同 时以v沿宜导轨向右运动时，金属框也会沿直导轨运动.设直导轨间距为厶=m, B= =1T,磁场运动的速度为v=5m/s.金属框的电阻R=2Q,求：(1) 金属框为什么会运动若金属框不受阻力时，金属框如何运动(2) 当金属框始终受到戶1 N的阻力时，金属框最大速度是多少(3) 当金属框始终受到1 N阻力时，要使金属框维持最大速度，每秒钟需消耗多少能疑这些能量

8、是谁提供的【答案】(1)加速运动，当加速到5 ni/s后做匀速运动(2) nVs (3)J,外力做功提供的14. 电磁驱动是现代产业中的重要技术。如图15是磁悬浮机车的电磁驱动模型：机车轨道沿 x轴方向，轨道区域内固左一系列电阻为尸Q的独立线圈，每线圈通以/(=10A的电流后 使其产生如图所示的磁场，磁感应强度大小均为B=1T,相邻区域磁场方向相反。固左 在机车底端的金属框可视为一矩形线圈，电阻为“b边宽度为d,与磁场的 宽度相同,%边长为L=0.5m,平行于y轴,金属框“d、be两边总处于方向相反的磁场 中。驱动机车时，固泄在轨道上的独立线圈依次通电，等效于金属框所在区域的磁场以 p200No求：(1) 模型机车启动时刻，金属框中感应电流的方向和大小：(2) 模型机车所能达到的最大速率：(3) 当模型机车以恒立速率匀速行驶时，整个系统驱动机车的效率为多大【答案】(1) xlO3A (2) lOnVs (3) 80%妙% X ; ” T1T-1伽1X X !i!:；:誌 I X X | |X X | IX X *1: X x ； * I X x xeP+1X X 1*:J二工丄:二二二315. 如图所示，有一与地面平行的、沿水平方向的有界匀强磁场，磁场区域髙度为