首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则
> 正文
返回
打印
如图甲所示，在虚线框两侧区域存在有大小为B、方向分别为水平向左和水平向右的匀强磁场．用薄金属条制成的闭合正方形框aa′b′b边长为L，质量为m，电阻为R．现将金属方框水平地放
网友投稿 2023-04-06 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图甲所示，在虚线框两侧区域存在有大小为B、方向分别为水平向左和水平向右的匀强磁场．用薄金属条制成的闭合正方形框aa′b′b边长为L，质量为m，电阻为R．现将金属方框水平地放在磁场中，aa′边、bb′边分别位于左、右两边的磁场中，方向均与磁场方向垂直，乙图是从上向下看的俯视图．金属方框由静止开始下落，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）．
（1）请根据乙图指出下落时方框中感应电流的方向；
（2）求方框下落的最大速度v
m
（设磁场区域在竖直方向足够长）；
（3）当方框下落的加速度为
g
2
时，求方框内感应电流的功率P；
（4）从静止开始经过时间t，方框下落高度为h，速度为v
t
（v
t
＜v
m
）．若在这段时间内感应电流做的功与一恒定电流I
0
在t时间内在该框内做的功相同，求恒定电流I
0
的表达式．
◎ 答案
（1）金属框竖直向下运动，垂直切割磁感线，根据右手定则判断得知：感应电流的方向沿顺时针方向．
（2）最大速度时，线框做匀速运动，线框受到的安培力与重力平衡，此时线框所受的安培力大小为
F
安
=2 BIL=
4
B
2
L
2
vm
R
由平衡条件得 F
安
=mg
联立解得 v
m
=
mgR
4
B
2
L
2
（3）当方框下落的加速度为a=
g
2
时，
根据牛顿第二定律得：ma=mg-F
安
=mg-2BIL
得I=
mg
4BL
则方框内感应电流的功率P=I
2
R=
m
2
g
2
R
16
B
2
L
2
（4））从静到方框下落高度为h的过程中，根据能量守恒得
mgh=
1
2
mv
t
2
+I
0
2
Rt
解得I
0
=
mg(H+h)-
1
2
m
v
2t
Rt
答：
（1）下落时方框中感应电流的方向是顺时针方向；
（2）方框下落的最大速度v
m
为
mgR
4
B
2
L
2
．
（3）当方框下落的加速度为
g
2
时，方框内感应电流的功率P为
m
2
g
2
R
16
B
2
L
2
；
（4）恒定电流I
0
的表达式为I
0
=
mg(H+h)-
1
2
m
v
2t
Rt
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图甲所示，在虚线框两侧区域存在有大小为B、方向分别为水平向左和水平向右的匀强磁场．用薄金属条制成的闭合正方形框aa′b′b边长为L，质量为m，电阻为R．现将金属方框水平地放…”主要考查了你对 【共点力的平衡】，【力矩的平衡】，【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/436926.html
十二生肖
十二星座
