如图所示，用质量为m、总电阻为R的导线做成单匝矩形线框MNPQ，边长PN=2d，PQ=d．该线框置于水平桌面上，线框与桌面间绝缘，它们之间的动摩擦因数为μ．在线框的右侧存在竖直方向-00教育-零零教育信息网

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如图所示，用质量为m、总电阻为R的导线做成单匝矩形线框MNPQ，边长PN=2d，PQ=d．该线框置于水平桌面上，线框与桌面间绝缘，它们之间的动摩擦因数为μ．在线框的右侧存在竖直方向

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 电磁感应现象中的切割类问题/2023-04-19 / 加入收藏 / 43 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示，用质量为m、总电阻为R的导线做成单匝矩形线框MNPQ，边长PN=2d，PQ=d．该线框置于水平桌面上，线框与桌面间绝缘，它们之间的动摩擦因数为μ．在线框的右侧存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场左右边界aa′、bb′间的距离为d，沿aa′方向磁场范围足够大．在垂直MN边的水平拉力作用下，线框以速度v匀速向右穿过磁场．在运动中线框平面始终水平，且MN边与磁场的边界平行．求：
（1）MN两点间的电势差；
（2）在线框从MN边进入磁场到MN边穿出磁场的过程中，线框中感应电流产生的焦耳热Q；
（3）在线框从MN边进入磁场到PQ边穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功W．

◎ 答案

（1）线框MN边在磁场中运动时，感应电动势E=Bdv
UMN=

Bdv
（2）线框中的感应电流
I=

线框MN边在磁场中运动的时间 t=

此过程线框中产生的焦耳热
Q=I ²Rt=

2B2d3v

（2）线框在PQ边穿过磁场的过程中产生的焦耳热
Q=

2B2d3v

从线框MN边进入磁场到PQ边穿出磁场的过程中，根据动能定理得
W_F+W_安+W_f=0
其中 W_安=-2Q=-

4B2d3v

W_f=-3μmgd
所以W_F=

4B2d3v

+3μmgd．
答：（1）MN两点间的电势差是

Bdv；
（2）在线框从MN边进入磁场到MN边穿出磁场的过程中，线框中感应电流产生的焦耳热是

2B2d3v

；
（3）在线框从MN边进入磁场到PQ边穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功是

4B2d3v

+3μmgd．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

专家分析，试题“如图所示，用质量为m、总电阻为R的导线做成单匝矩形线框MNPQ，边长PN=2d，PQ=d．该线框置于水平桌面上，线框与桌面间绝缘，它们之间的动摩擦因数为μ．在线框的右侧存在竖直方向…”主要考查了你对【动能定理】，【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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