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边长为L=0.1m的正方形金属线框abcd，质量m=0.1㎏、总电阻R=0.02Ω，从高为h=0.2m处自由下落（金属线框abcd始终在竖直平面上且ab水平）线框下有一水平的有界的匀强磁场，竖直
网友投稿  2023-04-19 00:00:00  互联网

◎ 题目

边长为L=0.1m的正方形金属线框abcd，质量m=0.1㎏、总电阻R=0.02Ω，从高为h=0.2m处自由下落（金属线框abcd始终在竖直平面上且ab水平）线框下有一水平的有界的匀强磁场，竖直宽度L=0.1m．磁感应强度B=1.0T，方向如图所示．试求：
（1）分析线框ab边刚进入磁场区域时的运动情况
（2）线框穿过磁场过程中产生的热
（3）全程通过a点截面的电量
（4）在如图坐标中画出线框从开始下落到dc边穿出磁场的速度与时间的图象．
魔方格

◎ 答案

（1）因为线框ab进入磁场时：V1=

2gh
=2m/s              
产生的电动势：E=BLV1=0.2V
安培力：F=BLI=
BLE
R
=1N                                            
线框在磁场中有F=G，故作匀速运动，
（2）线框匀速穿过磁场，则产生热量等于重力势能的减小量，
即为：Q=mg2L=0.1×10×2×0.1J=0.2J          
（3）因为ab与dc切割磁感线产生的电动势是：E=BLV1
而电流I=
E
R

所以通过a点的电量为：
Q=It=
E?2L
RV1
=
2BL2
R
=
2×1×0.01
0.02
C=1C            
（4）线框下落的时间：t1=

2h
g
=0.2s                                 
在磁场内匀速，有：V=V1  

魔方格
解得：t2=
2L
V1
=0.1s                                    
可作得图象：
答：（1）则线框ab边刚进入磁场区域时的匀速直线运动；
（2）线框穿过磁场过程中产生的热量为0.2J；
（3）全程通过a点截面的电量1C；
（4）在如图坐标中画出线框从开始下落到dc边穿出磁场的速度与时间的图象如上图所示．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“边长为L=0.1m的正方形金属线框abcd，质量m=0.1㎏、总电阻R=0.02Ω，从高为h=0.2m处自由下落（金属线框abcd始终在竖直平面上且ab水平）线框下有一水平的有界的匀强磁场，竖直…”主要考查了你对  【滑动摩擦力、动摩擦因数】，【力的合成】，【共点力的平衡】，【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】，【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】  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。



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