◎ 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．

◎ 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   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。