匀强磁场磁感应强度B=0.2T，磁场宽度L=3m，一正方形金属框边长ab=1m，每边电阻R=0.2Ω，金属框在拉力F作用下以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂-00教育-零零教育信息网

匀强磁场磁感应强度B=0.2T，磁场宽度L=3m，一正方形金属框边长ab=1m，每边电阻R=0.2Ω，金属框在拉力F作用下以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 闭合电路欧姆定律/2022-12-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

匀强磁场磁感应强度 B=0.2T，磁场宽度 L=3m，一正方形金属框边长 ab=1m，每边电阻R=0.2Ω，金属框在拉力F作用下以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示，求：
（1）画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流i随时间t的变化图线．（规定以adcba为正方向）
（2）画出两端电压U_ab随时间t的变化图线．（要求写出作图的依据）．
（3）金属框穿过磁场区域的过程中，拉力F做的功．
（4）金属框穿过磁场区域的过程中，导线ab上所产生的热量．

◎ 答案

（1）

线框在进入和穿出磁场的过程产生的感应电流大小相等，即为
i=

BLabv

0.2×1×10

4×0.2

A=2.5A，
由右手定则判断可知，进入过程中线框中感应电流方向沿adcba，为正方向；穿出磁场过程中感应电流方向为abcda，为负方向，作出i-t图象如图所示．
（2）进入磁场过程，ab两端电压Uab₁=

BL_abV=1.5V
线框完全进入磁场过程，Uab₂=BL_abV=2V
穿出磁场过程，Uab₃=

BL_abV=0.5V
则电压如图所示．
（3）进入和穿出磁场过程中，线框所受的安培力大小相等，为F=BiL=0.2×2.5×1=0.5N
由于线框匀速运动，则 F_拉=F=0.5N
故拉力做功为 W=F_拉?2L_bc=0.5?2J=1J
（4）根据功能关系得：导线ab上所产生的热量为Qab=

W=0.25J
答：（1）画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流i随时间t的变化图线如图所示．
（2）画出两端电压U_ab随时间t的变化图线如图所示．
（3）金属框穿过磁场区域的过程中，拉力F做的功为1J．
（4）金属框穿过磁场区域的过程中，导线ab上所产生的热量是0.25J．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

专家分析，试题“匀强磁场磁感应强度B=0.2T，磁场宽度L=3m，一正方形金属框边长ab=1m，每边电阻R=0.2Ω，金属框在拉力F作用下以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂…”主要考查了你对【闭合电路欧姆定律】，【导体切割磁感线时的感应电动势】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。