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1、2010年高中物理电磁感应线框进出磁场（结合图象）问题分类精析线框进出磁场结合图象是高考热点一、选择题（一）、矩形线框进出匀强磁场V0La1如图所示，在光滑的水平面上，有一垂直向下的匀强磁场分布在宽为L的区域内，现有一个边长为L的正方形闭合线圈以速度垂直磁场边界滑过磁场后速度变为那么：（ B ）A完全进入磁场时线圈的速度大于/2B.完全进入磁场时线圈的速度等于/2C完全进入磁场时线圈的速度小于/2D以上情况AB均有可能，而C是不可能的2.如图（3）所示，磁感应强度磁场中匀速拉出磁场。在其它条件不变的情况下为B的匀强磁场有理想界面，用力将矩形线圈从A、速度越大时，拉力做功越多。 B、线圈边长L1
2、越大时，拉力做功越多。C、线圈边长L2越大时，拉力做功越多。 D、线圈电阻越大时，拉力做功越多。【解析】以极端情况考虑：若速度极小接近于零，则线圈中几乎没有感应电流，就无需克服安培力做功，从而速度越大时拉力做功越多；若L1极小接近于零，则L1切割磁感线产生的感应电动势便接近于零，线圈中同样几乎没有感应电流，也无需克服安培力做功，从而L1越大时拉力做功越多；若L2极小接近于零，则将线圈拉出时的位移接近于零，从而L2越大时拉力做功越多；若线圈电阻极大趋于无限大，则线圈中几乎没有感应电流，亦无需克服安培力做功，从而线圈电阻越大时拉力做功越小。所以，应选ABC。3（崇文区2008-2009学年度第一学
3、期高三期末统一练习）10如图所示，为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量的方向为正，外力F向右为正。则以下关于线框中的磁通量、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图象正确的是（D）tAtPDtFC0000EtBvBBdBbFL a4（丰台区20082009学年度第一学期期末考试）12边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运
4、动，穿过方向如图的有界匀强磁场区域磁场区域的宽度为d（dL）。已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，有 (AD ) A产生的感应电流方向相反B所受的安培力方向相反C进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间D进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量5（海淀区高三年级第一学期期末练习）6B如图8所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2，磁感应强度的大小为B。一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置沿水平向右方向以速度v匀速穿过两磁场区域，在下图中线框A、B两端电压UAB与线框移动距离的关系图象正确的是 （ D ）甲A-
5、3Bav/4B3aa2aOxCx3aa2aO乙图8BavUAB3aa2aOxBav/43Bav/4Bav/4UABUABBav/4UAB3aa2aOxBav/43Bav/4BavD6. 如图所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，一正方形导线框abcd位于纸面内，ab边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t=0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域，以abcd为线框中的电流i的正方向，向左为导线框所受安培力的正方向，以下i t 2,4,6和Ft关系示意图中正确的是 （ AC ）abcdL1ddL2L37.如图所示，相距均为d的的
6、三条水平虚线L1与L2、L2与L3之间分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。一个边长也是d的正方形导线框，从L1上方一定高处由静止开始自由下落，当ab边刚越过L1进入磁场时，恰好以速度v1做匀速直线运动；当ab边在越过L2运动到L3之前的某个时刻，线框又开始以速度v2做匀速直线运动，在线框从进入磁场到速度变为v2的过程中，设线框的动能变化量大小为Ek，重力对线框做功大小为W1，安培力对线框做功大小为W2，下列说法中正确的有（BD ）A在导体框下落过程中，由于重力做正功，所以有v2v1B从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中，线框动能的变化量大小为 EkW2W1C从ab边进入
7、磁场到速度变为v2的过程中，线框动能的变化量大小为 EkW1W2D从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中，机械能减少了W1+Ek（二）、三角形线框进出匀强磁场1（海淀区高三年级第一学期期末练习）6A如图7甲所示，两个相邻的有界匀强磁场区，方向相反，且垂直纸面，磁感应强度的大小均为B，磁场区在y轴方向足够宽，在x轴方向宽度均为a，一正三角形（中垂线长为a）导线框ABC从图示位置向右匀速穿过磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图5乙中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是 （ C ）BCAOyBBxaa甲aDxi3aa-I02aI0O2I0Ai3aa-I02aI0OxBi3aa-I02a
8、I0OxCx-2I0i3aa2aI0O乙图7二填空题1、如图所示，正方形金属框ABCD边长L=20cm，质量m=0.1kg，电阻R=0.1 ，吊住金属框的细线跨过两定滑轮后，其另一端挂着一个质量为M=0.14kg的重物，重物拉着金属框运动，当金属框的AB边以某一速度进入磁感强度B=0.5T的水平匀强磁场后，即以该速度v做匀速运动，取g= 10m/s2，则金属框匀速上升的速度v= m/s，在金属框匀速上升的过程中，重物M通过悬线对金属框做功 J，其中有 J的机械能通过电流做功转化为内能（4；0.28；0.08）三、计算题1(12分) 如图甲所示，一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属
9、线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力F作用下由静止开始向左运动，经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如乙图所示，在金属线框被拉出的过程中。求通过线框导线截面的电量及线框的电阻；MNB甲乙0I/At/s1236450.20.40.6求t=3s时水平力F的大小；1(12分) 根据q =t，由It图象得：q =1.25C （2分） 又根据 （2分） 得R = 4 （1分）由电流图像可知，感应电流随时间变化的规律：I0.1t （1分）由感应电流，可得金属框的速度随时间也是线性变化的，（
10、2分）线框做匀加速直线运动，加速度a = 0.2m/s2 （1分）线框在外力F和安培力FA作用下做匀加速直线运动，（1分）得力F（0.2 t0.1）N （1分）所以t=3s时，水平力 （1分）2有界匀强磁场区域如图甲所示，质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L，线圈一半在磁场内，一半在磁场外，磁感强度为B0. t0 = 0时刻磁场开始均匀减小，线圈中产生感应电流，在磁场力作用下运动，vt图象如图乙所示，图中斜向虚线为O点速度图线的切线，数据由图中给出，不考虚重力影响，求：(1)磁场磁感应强度的变化率；(2) t2时刻回路电功率解：(1)由vt图可知，刚开始t=0时刻线圈加
11、速度为，此时感应电动势，则。线圈此刻所受安培力为F=BIL=得。(2)线圈在t2时刻开始做匀速直线运动，有两种可能：线圈没有完全进入磁场，磁场就消失，所以没有感应电流，回路电功率P=0.磁场没有消失，但线圈完全进入磁场，尽管有感应电流，但所受合力为零，同样做匀速直线运动3如图所示，在倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场，方vcdabeeBBff gg向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L，一个质量为m，边长为L的正方形线框以速度V刚进入上边磁场时，即恰好做匀速直线运动，求：（1）当边刚越过时，线框的加速度多大？方向如何？（2）当到达与中间位置时，线框又恰好作匀速运
12、动，求线框从开始进入到边到达与中间位置时，产生的热量是多少？3、 （1）a=3gsin，方向平行于斜面向上 （2）Q= 3mglsin/2 +15 mv2/324（石景山区2008-2009学年第一学期期末考试试卷）16（9分）如图（甲）所示，边长为L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形绝缘金属线框，平放在光滑的水平桌面上，磁感应强度B=0.80T的匀强磁场方向竖直向上，金属线框的一边ab与磁场的边界MN重合在力F作用下金属线框由静止开始向左运动，在5.0s内从磁场中拉出测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图（乙）所示已知金属线框的总电阻为R=4.0（1）试判断金属线框从磁场中拉出的过程
13、中，线框中的感应电流方向?（2）t=2.0s时，金属线框的速度？0t/sI/A1234560.10.20.40.30.5（乙） MNB（甲）abcd左（3）已知在5.0s内力F做功1.92J，那么，金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是多少？4（9分）解：（1）由楞次定律（或右手定则），线框中感应电流的方向为逆时针（或abcda）（2分）（2）设t=2.0s时的速度为v，据题意有：BLv=IR 解得m/s=0.4m/s（3分）（3）设t=5.0s时的速度为v,整个过程中线框中产生的焦耳热为Q，则有：BLv=IR（1分）， （2分）由上述两式解得：J=1.67J（1分）5（宣武区20082009学年度第一学期期末质量检测）16.（8分）用
