线框进出磁场问题易错点

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高考物理电磁学知识点之磁场易错题汇编及答案解析(1)

高考物理电磁学知识点之磁场易错题汇编及答案解析(1)

高考物理电磁学知识点之磁场易错题汇编及答案解析(1)一、选择题1.如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接,已如导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为A.2F B.1.5F C.0.5F D.02.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示,下列表述正确的是()A.M带正电,N带负电B.M的速率大于N的速率C.洛伦磁力对M、N做正功D.M的运行时间大于N的运行时间3.如图所示,两相邻且范围足够大的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度方向平行、大小分别为B和2B。

一带正电粒子(不计重力)以速度v从磁场分界线MN上某处射入磁场区域Ⅰ,其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN成60 角,经过t1时间后粒子进入到磁场区域Ⅱ,又经过t2时间后回到区域Ⅰ,设粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分别为ω1、ω2,则()A.ω1∶ω2=1∶1B.ω1∶ω2=2∶1C.t1∶t2=1∶1D.t1∶t2=2∶14.电磁血流量计是基于法拉第电磁感应定律,运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器。

工作原理如图所示,将患者血管置于磁感应强度为B的匀强磁场中,测出管壁上MN两点间的电势差为U,已知血管的直径为d,则血管中的血液流量Q为()A.πdUBB.π4dUBC.πUBdD.π4UBd5.有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是()A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C.带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行6.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件.当显示屏开启时磁体远离霍尔元件,电脑正常工作:当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件,屏幕熄灭,电脑进入休眠状态.如图所示,一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子,通入方向向右的电流时,电子的定向移动速度为υ.当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中,于是元件的前、后表面间出现电压U,以此控制屏幕的熄灭.则元件的()A.前表面的电势比后表面的低B.前、后表面间的电压U与υ无关C.前、后表面间的电压U与c成正比D.自由电子受到的洛伦兹力大小为eU a7.如图所示,在半径为R的圆形区域内,有匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于圆平面(未画出)。

高考物理法拉第电磁感应定律(大题培优 易错 难题)附答案

高考物理法拉第电磁感应定律(大题培优 易错 难题)附答案

一、法拉第电磁感应定律1.如图所示,在磁感应强度B =1.0 T 的有界匀强磁场中(MN 为边界),用外力将边长为L =10 cm 的正方形金属线框向右匀速拉出磁场,已知在线框拉出磁场的过程中,ab 边受到的磁场力F 随时间t 变化的关系如图所示,bc 边刚离开磁场的时刻为计时起点(即此时t =0).求:(1)将金属框拉出的过程中产生的热量Q ; (2)线框的电阻R .【答案】(1)2.0×10-3 J (2)1.0 Ω 【解析】 【详解】(1)由题意及图象可知,当0t =时刻ab 边的受力最大,为:10.02N F BIL ==可得:10.02A 0.2A 1.00.1F I BL ===⨯ 线框匀速运动,其受到的安培力为阻力大小即为1F ,由能量守恒:Q W =安310.020.1J 2.010J F L -==⨯=⨯(2) 金属框拉出的过程中产生的热量:2Q I Rt=线框的电阻:3222.010Ω 1.0Ω0.20.05Q R I t -⨯===⨯2.如图甲所示,一个电阻值为R ,匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路。

线圈的半径为r 1。

在线圈中半径为r 2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图乙所示,图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0。

导线的电阻不计,求0至t1时间内(1)通过电阻R1上的电流大小及方向。

(2)通过电阻R1上的电荷量q。

【答案】(1)2020 3n B rRtπ电流由b向a通过R1(2)20213n B r tRtπ【解析】【详解】(1)由法拉第电磁感应定律得感应电动势为22022n B rBE n n rt t tππ∆Φ∆===∆∆由闭合电路的欧姆定律,得通过R1的电流大小为20233n B rEIR Rtπ==由楞次定律知该电流由b向a通过R1。

(2)由qIt=得在0至t1时间内通过R1的电量为:202113n B r tq ItRtπ==3.如图(a)所示,一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路,线圈的半径为r1, 在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,导线的电阻不计.求(1) 0~t0时间内圆形金属线圈产生的感应电动势的大小E;(2) 0~t1时间内通过电阻R1的电荷量q.【答案】(1)202n B rEtπ=(2)20123n B t rqRtπ=【解析】【详解】(1)由法拉第电磁感应定律E ntφ∆=∆有202n B rBE n St tπ∆==∆①(2)由题意可知总电阻R总=R+2R=3 R②由闭合电路的欧姆定律有电阻R1中的电流EIR=总③0~t1时间内通过电阻R1的电荷量1q It=④由①②③④式得20123n B t rqRtπ=4.如图所示,两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上,相距为L,处于竖直向下的磁场中,整个磁场由n个宽度皆为x0的条形匀强磁场区域1、2、3、…n组成,从左向右依次排列,磁感应强度的大小分别为B、2B、3B、…nB,两导轨左端MP间接入电阻R,一质量为m的金属棒ab垂直于MN、PQ放在水平导轨上,与导轨电接触良好,不计导轨和金属棒的电阻。

高考物理法拉第电磁感应定律易错题知识归纳总结含答案解析

高考物理法拉第电磁感应定律易错题知识归纳总结含答案解析

高考物理法拉第电磁感应定律易错题知识归纳总结含答案解析一、高中物理解题方法:法拉第电磁感应定律1.如图所示,在垂直纸面向里的磁感应强度为B 的有界矩形匀强磁场区域内,有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd ,线框平面垂直于磁感线。

线框以恒定的速度v 沿垂直磁场边界向左运动,运动中线框dc 边始终与磁场右边界平行,线框边长ad =l ,cd =2l ,线框导线的总电阻为R ,则线框离开磁场的过程中,求:(1)线框离开磁场的过程中流过线框截面的电量q ; (2)线框离开磁场的过程中产生的热量 Q ; (3)线框离开磁场过程中cd 两点间的电势差U cd . 【答案】(1)22Bl q R =(2) 234B l vQ R=(3)43cd Blv U =【解析】 【详解】(1)线框离开磁场的过程中,则有:2E B lv = E I R =q It =l t v=联立可得:22Bl q R=(2)线框中的产生的热量:2Q I Rt=解得:234B l vQ R=(3) cd 间的电压为:23cd U IR = 解得:43cd BlvU =2.如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置,其宽度1L m =,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M 与P 之间连接一阻值为0.40R =Ω的电阻,质量为0.01m kg =、电阻为0.30r =Ω的金属棒ab 紧贴在导轨上.现使金属棒ab 由静止开始下滑,下滑过程中ab 始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离x 与时间t 的关系如图乙所示,图象中的OA 段为曲线,AB 段为直线,导轨电阻不计,g 取210/(m s 忽略ab 棒运动过程中对原磁场的影响).()1判断金属棒两端a 、b 的电势哪端高; ()2求磁感应强度B 的大小;()3在金属棒ab 从开始运动的1.5s 内,电阻R 上产生的热量.【答案】(1) b 端电势较高(2)0.1B T = (3) 0.26J 【解析】 【详解】()1由右手定可判断感应电流由a 到b ,可知b 端为感应电动势的正极,故b 端电势较高。

高考物理电磁学知识点之电磁感应易错题汇编及答案解析

高考物理电磁学知识点之电磁感应易错题汇编及答案解析

高考物理电磁学知识点之电磁感应易错题汇编及答案解析一、选择题1.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行,现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移动过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()A.B.C.D.2.如图所示,A、B是两个完全相同的灯泡,D是理想二极管,L是带铁芯的线圈,其电阻忽略不计。

下列说法正确的是A.S闭合瞬间,A先亮B.S闭合瞬间,A、B同时亮C.S断开瞬间,A闪亮一下,然后逐渐熄灭D.S断开瞬间,B逐渐熄灭3.如图所示,L1和L2为直流电阻可忽略的电感线圈。

A1、A2和A3分别为三个相同的小灯泡。

下列说法正确的是()A.图甲中,闭合S1瞬间和断开S1瞬间,通过A1的电流方向不同B.图甲中,闭合S1,随着电路稳定后,A1会再次亮起C.图乙中,断开S2瞬间,灯A3立刻熄灭D.图乙中,断开S2瞬间,灯A2立刻熄灭4.两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向的磁场,电阻R与金属板连接,如图所示,两板间有一个质量为m、电荷量+q的油滴恰好处于静止,则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是A .磁感应强度B 竖直向上且正增强,t φ∆=dmg nq B .磁感应强度B 竖直向下且正增强,tφ∆=dmg nq C .磁感应强度B 竖直向上且正减弱,tφ∆=()dmg R r nqR + D .磁感应强度B 竖直向下且正减弱,tφ∆=()dmgr R r nqR + 5.两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直。

边长为0.1m 、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd 位于纸面内,cd 边与磁场边界平行,如图甲所示。

已知导线框向右做匀速直线运动,cd 边于t =0时刻进入磁场。

导线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示(规定感应电流的方向abcda 为正方向)。

高物选修3-2模型梳理:导线框穿磁场区域类问题解析

高物选修3-2模型梳理:导线框穿磁场区域类问题解析

答案:
A
典型例题
拓展 .(2016广东五校联考) 垂直纸面的正方形匀强磁场区域内,有一位 于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd,现将导体框分别朝两个方向 以v、3v速度匀速拉出磁场,则导体框从两个方向移出磁场的两过程中 A.导体框中产生的感应电流方向相同
B.导体框中产生的焦耳热相同
C.导体框ad边两端电势差相同
典型例题
A.线圈进入磁场和离开磁场的过程中通过导线横截面的电荷量不相等 B.整个线圈穿越磁场的过程中线圈的最小速度为 2F(s L d)
m
C.整个线圈穿越磁场的过程中线圈的最大速度为FR/B2L2
D.整个线圈穿越磁场的过程中线圈产生的热量为2Fd
答案:
D
典型例题
例3. (2006上海卷)水平地面上方有一高度为H、界面分别为PQ、MN 的匀强磁场,磁感应强度为B。矩形导线框abcd在磁场上方某一高度处, 导线框ab边长为l1,bd边长为l2,导线框质量为m,电阻为R。磁场方向 垂直于线框平面,磁场高度H>l2。线框从某高处由静止落下,当线框cd 边刚进入磁场时,线框加速度方向向下、大小为3g/5 ;当线框的cd边刚 离开磁场时,线框加速度方向向上、大小为g/5 。运动过程中,线框上、 下两边始终平行PQ。空气阻力不计,重力加速度为g。求: (1)线框的cd边刚进入磁场时通过线框导线中的电流;
典型例题
(2)线框的ab刚进入磁场时线框的速度大小; (3)线框abcd从全部在磁场中开始到全部穿出磁场的过程中,通过线 框导线某一横截面的电荷量。
答案:
(1)I= (2)V= (3) q=
典型例题
拓展.(2014唐山模拟)在倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感应强 度相等的匀强磁场,方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度为 L.一个质量为m、边长也为L的正方形金属框以速度v进入磁场时,恰好做 匀速直线运动.若ab边到达gg′与ff′中间位置时,线框又恰好做匀速直线 运动,且设金属框电阻为R.则:

电磁感应知识点汇总及易错解析!

电磁感应知识点汇总及易错解析!

电磁感应现象楞次定律1.磁通量:磁感应强度B与垂直磁场方向面积S的乘积。

定义式:Φ=BS。

关键点拨①S为有磁感线穿过的有效面积。

②磁通量为正、反两个方向穿入的磁感线的代数和。

2.产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即ΔΦ≠0.(1)闭合电路中部分导体做切割磁感线运动产生感应电流,本质是引起穿过闭合电路磁通量的变化。

(2)电磁感应现象的实质是产生感应电动势,回路闭合,有感应电流,回路不闭合,只有感应电动势而无感应电流。

3.感应电流的方向判定:(1)楞次定律:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.(2)右手定则:伸开右手,让拇指跟其余四指在同一平面内,并跟四指垂直,让磁感线垂直从掌心进入, 拇指指向导体运动方向,四指所指的方向就是感应电流的方向。

关键点拨①“阻碍”不是“相反”.例如:当线圈中磁通量减小时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同.即“增反减同”.②“阻碍”不是“阻止”.阻碍的作用只是使磁通量增大或减小变慢,并不能阻止这种变化,磁通量仍会增大或减小。

电磁感应探究实验的考查1.电磁感应实验的标志:连有电流计的螺线管(注意未通电),它们组成了一个闭合电路,如图.另一重要装置提供变化磁场,可是条形磁铁或电流能调节的通电螺线管。

2.考题通常的考查情况:产生电磁感应现象的条件:条形磁体一极靠近或远离接有电流计的螺线管或插入大螺线管的通电小螺线管电流发生变化或是通、断电瞬间.较复杂的考查是:已知通电螺线管的电流方向与变化情况,判断电流计指针的偏转情况.这个时候需要仔细判断原磁通量的方向原磁通量的变化,应用楞次定律判断阻碍这种变化的感应电流方向,再判断电流计指针的偏转情况.例1 在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的试验中,能观察到感应电流的是()A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化【解析】绕在磁铁上的线圈磁通量不变,不会产生感应电流,A错误;通电线圈周围的磁场是恒定的,穿过线圈的磁通量不变,也不会产生感应电流,B错误;将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁的过程会产生感应电流,磁铁放入线圈中后感应电流就消失了,所以再到相邻房间观察电流表时,感应电流已为零,C错误;给线圈通电或断电的瞬间,线圈中电流发生变化,线圈内磁场发生变化,磁通量发生变化,会产生感应电流,D正确。

高考物理电磁学知识点之磁场易错题汇编附答案解析(1)

高考物理电磁学知识点之磁场易错题汇编附答案解析(1)

高考物理电磁学知识点之磁场易错题汇编附答案解析(1)一、选择题1.如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接,已如导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为A.2F B.1.5F C.0.5F D.02.在探索微观世界中,同位素的发现与证明无疑具有里程碑式的意义。

质谱仪的发现对证明同位素的存在功不可没,1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。

若速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,不计粒子重力,则下列说法中正确的是()A.该束粒子带负电B.速度选择器的P1极板带负电C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷qm越小3.如图所示,边长为L的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板,导线框中通一逆时针方向的电流,图中虚线过ab边中点和ac边中点,在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场,此时导线框通电处于静止状态,细线的拉力为F1;保持其他条件不变,现虚线下方的磁场消失,虚线上方有相同的磁场同时电流强度变为原来一半,此时细线的拉力为F2 。

已知重力加速度为g,则导线框的质量为A .2123F F g +B .212 3F F g -C .21F F g -D .21 F F g+ 4.如图甲是磁电式电流表的结构图,蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。

线圈中a 、b 两条导线长度均为l ,未通电流时,a 、b 处于图乙所示位置,两条导线所在处的磁感应强度大小均为B 。

通电后,a 导线中电流方向垂直纸面向外,大小为I ,则( )A .该磁场是匀强磁场B .线圈平面总与磁场方向垂直C .线圈将逆时针转动D .a 导线受到的安培力大小始终为BI l5.如图所示,在半径为R 的圆形区域内,有匀强磁场,磁感应强度为B ,方向垂直于圆平面(未画出)。

易错点24 电磁感应中的电路和图像问题(解析版) -备战2023年高考物理考试易错题

易错点24 电磁感应中的电路和图像问题(解析版) -备战2023年高考物理考试易错题

易错点24 电磁感应中的电路和图像问题例题1. (多选)在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场,设图甲所示磁场方向为正,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示.边长为l 、电阻为R 的正方形均匀线框abcd 有一半处在磁场中,磁场方向垂直于线框平面,此时线框ab 边的发热功率为P ,则( )A .线框中的感应电动势为B 0l 2TB .线框中的感应电流为2P RC .线框cd 边的发热功率为P2D .b 、a 两端电势差U ba =B 0l 24T【答案】 BD 【解析】由题可知线框四个边的电阻均为R4.由题图乙可知,在每个周期内磁感应强度随时间均匀变化,线框中产生大小恒定的感应电流,设感应电流为I ,则对ab 边有P =I 2·14R ,得I =2P R,选项B 正确;根据法拉第电磁感应定律得E =ΔΦΔt =ΔB Δt ·12l 2,由题图乙知,ΔB Δt =2B 0T ,联立解得E =B 0l 2T ,故选项A 错误;线框的四边电阻相等,电流相等,则发热功率相等,都为P ,故选项C 错误;由楞次定律可知,线框中感应电流方向为逆时针,则b 端电势高于a 端电势,U ba =14E =B 0l 24T ,故选项D 正确.【误选警示】误选A 的原因:磁通量的变化量计算出错,法拉第电磁感应定律运算出错。

误选C 的原因:内电路外电路分不清,内外电路的发热功率计算出错。

例题2. (多选)如图甲所示,三角形线圈abc 水平放置,在线圈所处区域存在一变化的磁场,其变化规律如图乙所示.线圈在外力作用下处于静止状态,规定垂直于线圈平面向下的磁场方向为正方向,垂直ab 边斜向下的受力方向为正方向,线圈中感应电流沿abca 方向为正,则线圈内电流及ab 边所受安培力随时间变化规律是( )【答案】 AD 【解析】根据法拉第电磁感应定律有E =ΔΦΔt =ΔBΔt S ,根据楞次定律可得感应电流的方向,又线圈中感应电流沿abca 方向为正,结合题图乙可得,1~2 s 电流为零,0~1 s 、2~3 s 、3~5 s 电流大小恒定,且0~1 s 、2~3 s 电流方向为正,3~5 s 电流方向为负,A 正确,B 错误;根据安培力的公式,即F 安=BIL ,因为每段时间电流大小恒定,磁场均匀变化,可得安培力也是均匀变化,根据左手定则可判断出ab 边所受安培力的方向,可知C 错误,D 正确. 【误选警示】误选B 的原因: 根据楞次定律判断感应电流方向有误。

专题11线框在磁场中的运动问题

专题11线框在磁场中的运动问题

专题十一、线框在磁场中的运动问题问题分析线框在磁场中的运动问题是电磁感应泄律的具体应用问题,是历年髙考考査的重点和难点,具有很强的综合性,线框进出磁场过程可以分为三个阶段:“进磁场”阶段、“在磁场中平动”阶段、'‘出磁场”阶段.不同的阶段,线框的运动规律不同,分析问题时需要区別对待,当然,这里的线框可以是矩形的,可以是圆形的,也可以是扇形或三角形的,还可以是其他形状的.线框在磁场中的运动问题,需要考虑两方面:一方而是电磁学的有关规律,即法拉第电磁感应左律、楞次泄律、左手定则、右手立则、安培力的计算公式等;另一方面是电磁学与力学的综合,线框在磁场中的运动透视的解题思路如下:⑴分析线框的运动情况,判断闭合回路中电磁感应情况,根据相关规律求岀电源电动势和电源内阻:(2)分析电路结构,求岀电路的息电阻和相关的电阻,再求出电路中的电流和安培力:(3)分析线框中切割磁感线的边的受力情况,求岀合力:(4)结合电磁学与力学的相关规律,判断出线框的具体运动规律:(5)根据能量守恒与转化的关系,分析题目所要求的相关问题.透视1考查线框在饌场中的摆动问题线框系在细线的一端,细线的另一端固定在某一点,线框由于某种原因在磁场中来回摆动,在摆动的过程中,线框切割磁感线,线框中有感应电动势和感应电流产生.这类试题一般需要考生判断感应电动势的大小、感应电流的大小和方向、安培力的大小和方向等.可以利用楞次泄律和右手左则判断感应电流的方向,利用左手左则判断安培力的方向,在运用楞次圮律时,一左要注意该立律中"阻碍”的含义.【题1]如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为加、阻值为R的闭合矩形金属线框用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动.金属线框从右侧某一位宜静I上开始释放,在摆动到左侧最髙点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平而,且垂直纸面.则线框中感应电流的方向是 ()A. a — bfCfd — aB・dfc — bfa — dC・先是d — c〜b — a — d , 后是d〜b — c — d —Q2D.先是 d 后是〃 — cfb — d — 〃【解析】在闭合线框从右端摆动到最低点这一过程中,穿过线框的磁感线逐渐减少,根据楞 次泄律可知,线框中产生感应电流以阻碍原磁场的减少,故线框中感应电流的方向为d-C m :在闭合线框从最低点摆动到茨左端这一过程中,穿过线框的磁感线逐渐增多, 根据楞次定律可知,线框中产生感应电流以阻碍原磁场的增多,故线框中感应电流的方向为 d — e — bfa — d,由以上分析可知,线框中感应电流的方向为d f c — b — Q f (I , B 正 确,A 、C> D 错误.透视2考查线框在蹑场中的旋转问题线框绕某一点在磁场中做圆周运动,即绕某点旋转,线框会切割磁感线,产生感应电流, 这与交流电的产生原理有点相似.这类问题,可以与交变电流的相关知识结合,考查考生对 知识的整合能力,【题2】如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为〃.电阻为人、半径为 L 、圆心角为45。

法拉第电磁感应定律易错题知识归纳总结及答案解析

法拉第电磁感应定律易错题知识归纳总结及答案解析

法拉第电磁感应定律易错题知识归纳总结及答案解析一、高中物理解题方法:法拉第电磁感应定律1.如图所示,正方形单匝线框bcde边长L=0.4 m,每边电阻相同,总电阻R=0.16 Ω.一根足够长的绝缘轻质细绳跨过两个轻小光滑定滑轮,一端连接正方形线框,另一端连接物体P,手持物体P使二者在空中保持静止,线框处在竖直面内.线框的正上方有一有界匀强磁场,磁场区域的上、下边界水平平行,间距也为L=0.4 m,磁感线方向垂直于线框所在平面向里,磁感应强度大小B=1.0 T,磁场的下边界与线框的上边eb相距h=1.6 m.现将系统由静止释放,线框向上运动过程中始终在同一竖直面内,eb边保持水平,刚好以v =4.0 m/s的速度进入磁场并匀速穿过磁场区,重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力.(1)线框eb边进入磁场中运动时,e、b两点间的电势差U eb为多少?(2)线框匀速穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q为多少?(3)若在线框eb边刚进入磁场时,立即给物体P施加一竖直向下的力F,使线框保持进入磁场前的加速度匀加速运动穿过磁场区域,已知此过程中力F做功W F=3.6 J,求eb边上产生的焦耳Q eb为多少?【答案】(1)1.2 V(2)3.2 J(3)0.9 J【解析】【详解】(1)线框eb边以v=4.0 m/s的速度进入磁场并匀速运动,产生的感应电动势为:10.44V=1.6 VE BLv==⨯⨯因为e、b两点间作为等效电源,则e、b两点间的电势差为外电压:U eb=34E=1.2 V.(2)线框进入磁场后立即做匀速运动,并匀速穿过磁场区,线框受安培力:F安=BLI根据闭合电路欧姆定律有:I=E R联立解得解得F安=4 N所以克服安培力做功:=2=420.4J=3.2J W F L ⨯⨯⨯安安而Q =W 安,故该过程中产生的焦耳热Q =3.2 J(3)设线框出磁场区域的速度大小为v 1,则根据运动学关系有:22122v v a L -=而根据牛顿运动定律可知:()M m ga M m-=+联立整理得:12(M+m )( 21v -v 2)=(M-m )g ·2L 线框穿过磁场区域过程中,力F 和安培力都是变力,根据动能定理有:W F -W'安+(M-m )g ·2L =12(M+m )( 21v -v 2) 联立解得:W F -W'安=0而W'安= Q',故Q'=3.6 J又因为线框每边产生的热量相等,故eb 边上产生的焦耳热:Q eb =14Q'=0.9 J. 答:(1)线框eb 边进入磁场中运动时,e 、b 两点间的电势差U eb =1.2 V. (2)线框匀速穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q =3.2 J. (3) eb 边上产生的焦耳Q eb =0.9J.2.如图,水平面(纸面)内同距为l 的平行金属导轨间接一电阻,质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上,t =0时,金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动.0t 时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g .求(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小; (2)电阻的阻值.【答案】0F E Blt g m μ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ ; R =220B l t m【解析】 【分析】 【详解】(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a ,由牛顿第二定律得:ma=F-μmg ① 设金属杆到达磁场左边界时的速度为v ,由运动学公式有:v =at 0 ②当金属杆以速度v 在磁场中运动时,由法拉第电磁感应定律,杆中的电动势为:E=Blv ③ 联立①②③式可得:0F E Blt g m μ⎛⎫=-⎪⎝⎭④ (2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时,金属杆的电流为I ,根据欧姆定律:I=ER⑤ 式中R 为电阻的阻值.金属杆所受的安培力为:f BIl = ⑥ 因金属杆做匀速运动,由牛顿运动定律得:F –μmg–f=0 ⑦联立④⑤⑥⑦式得: R =220B l t m3.如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L 1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R =1.5Ω的电阻,质量为m =0.2Kg 、阻值r=0.5Ω的金属棒放在两导轨上,距离导轨最上端为L 2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触.整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示.为保持ab 棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F ,g =10m/s 2求:(1)当t =1s 时,棒受到安培力F 安的大小和方向; (2)当t =1s 时,棒受到外力F 的大小和方向;(3)4s 后,撤去外力F ,金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R 两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置,测出该位置与棒初始位置相距2m,求棒下滑该距离过程中通过金属棒横截面的电荷量q. 【答案】(1)0.5N ;方向沿斜面向上(2)0.5N ,方向沿斜面向上(3)1.5C 【解析】 【分析】 【详解】(1)0-3s 内,由法拉第电磁感应定律得:122V BE L L t t∆Φ∆===∆∆ T =1s 时,F 安=BIL 1=0.5N 方向沿斜面向上(2)对ab 棒受力分析,设F 沿斜面向下,由平衡条件:F +mg sin30° -F 安=0 F =-0.5N外力F 大小为0.5N .方向沿斜面向上 (3)q =It ,EI R r =+;E t∆Φ=∆; 1∆Φ=BL S 联立解得1 1.512C 1.5C 1.50.5BL S q R r ⨯⨯===++4.如图所示,在匀强磁场中有一足够长的光滑平行金属导轨,与水平面间的夹角θ=30°,间距L =0.5 m ,上端接有阻值R =0.3 Ω的电阻.匀强磁场的磁感应强度大小B =0.4 T ,磁场方向垂直导轨平面向上.一质量m =0.2 kg ,电阻r =0.1 Ω的导体棒MN ,在平行于导轨的外力F 作用下,由静止开始向上做匀加速运动,运动过程中导体棒始终与导轨垂直,且接触良好.当棒的位移d =9 m 时,电阻R 上消耗的功率为P =2.7 W .其它电阻不计,g 取10 m/s 2.求:(1)此时通过电阻R 上的电流; (2)这一过程通过电阻R 上的电荷量q ; (3)此时作用于导体棒上的外力F 的大小. 【答案】(1)3A (2)4.5C (3)2N 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据热功率:P =I 2R , 解得:3A PI R== (2)回路中产生的平均感应电动势:E n tφ∆=∆ 由欧姆定律得:+E I R r=得电流和电量之间关系式:q I t n R rφ∆=⋅∆=+ 代入数据得: 4.5C BLdq R r==+ (3)此时感应电流I =3A ,由E BLvI R r R r==++解得此时速度:()6m/sI R rvBL+==由匀变速运动公式:v2=2ax,解得:222m/s2vad==对导体棒由牛顿第二定律得:F-F安-mgsin30°=ma,即:F-BIL-mgsin30°=ma,解得:F=ma+BIL+mgsin30°=2 N【点睛】本题考查电功率,电量表达式及电磁感应电动势表达式结合牛顿第二定律求解即可,难度不大,本题中加速度的求解是重点.【考点】动生电动势、全电路的欧姆定律、牛顿第二定律.5.如图甲所示,两根间距L=1.0m、电阻不计的足够长平行金属导轨ab、cd水平放置,一端与阻值R=2.0Ω的电阻相连.质量m=0.2kg的导体棒ef在恒定外力F作用下由静止开始运动,已知导体棒与两根导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为f=1.0N,导体棒电阻为r=1.0Ω,整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场B中,导体棒运动过程中加速度a 与速度v的关系如图乙所示(取g=10m/s2).求:(1)当导体棒速度为v时,棒所受安培力F安的大小(用题中字母表示).(2)磁场的磁感应强度B.(3)若ef棒由静止开始运动距离为S=6.9m时,速度已达v′=3m/s.求此过程中产生的焦耳热Q.【答案】(1);(2);(3)【解析】【详解】(1)当导体棒速度为v时,导体棒上的电动势为E,电路中的电流为I.由法拉第电磁感应定律由欧姆定律导体棒所受安培力联合解得:(2)由图可以知道:导体棒开始运动时加速度 ,初速度,导体棒中无电流.由牛顿第二定律知计算得出:由图可以知道:当导体棒的加速度a=0时,开始以 做匀速运动此时有:解得:(3)设ef 棒此过程中,产生的热量为Q, 由功能关系知 :带入数据计算得出故本题答案是:(1);(2);(3)【点睛】利用导体棒切割磁感线产生电动势,在结合闭合电路欧姆定律可求出回路中的电流,即可求出安培力的大小,在求热量时要利用功能关系求解。

高考物理电磁感应现象易错题知识归纳总结word

高考物理电磁感应现象易错题知识归纳总结word

高考物理电磁感应现象易错题知识归纳总结word一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图甲所示,MN 、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M 、P 之间接电阻箱R ,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 1T .质量为m 的金属杆ab 水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r ,现从静止释放杆ab ,测得最大速度为v m .改变电阻箱的阻值R ,得到v m 与R 的关系如图乙所示.已知轨距为L = 2m ,重力加速度g 取l0m/s 2,轨道足够长且电阻不计.求:(1)杆ab 下滑过程中流过R 的感应电流的方向及R =0时最大感应电动势E 的大小; (2)金属杆的质量m 和阻值r ;(3)当R =4Ω时,求回路瞬时电功率每增加2W 的过程中合外力对杆做的功W . 【答案】(1)电流方向从M 流到P ,E =4V (2)m =0.8kg ,r =2Ω (3)W =1.2J 【解析】本题考查电磁感应中的单棒问题,涉及动生电动势、闭合电路欧姆定律、动能定理等知识.(1)由右手定则可得,流过R 的电流方向从M 流到P 据乙图可得,R=0时,最大速度为2m/s ,则E m = BLv = 4V (2)设最大速度为v ,杆切割磁感线产生的感应电动势 E = BLv 由闭合电路的欧姆定律EI R r=+ 杆达到最大速度时0mgsin BIL θ-= 得 2222sin sin B L mg mg v R r B Lθθ=+ 结合函数图像解得:m = 0.8kg 、r = 2Ω(3)由题意:由感应电动势E = BLv 和功率关系2E P R r =+得222B L V P R r=+则22222221B L V B L V P R r R r∆=-++ 再由动能定理22211122W mV mV =- 得22()1.22m R r W P J B L +=∆=2.如图所示,质量为4m 的物块与边长为L 、质量为m 、阻值为R 的正方形金属线圈abcd 由绕过轻质光滑定滑轮的绝缘细线相连,已知细线与斜面平行,物块放在光滑且足够长的固定斜面上,斜面倾角为300。

磁场中的线框问题

磁场中的线框问题

资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载磁场中的线框问题地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容磁场中的线框问题磁场中的线框问题指的是线框在磁场中静止和线框在磁场中运动两种情况下,通过线框的磁通量发生变化时,所引起的线框受力或线框所在电路的变化情况。

此类问题是电磁感应定律的具体应用问题,具有很强的综合性。

解决这类问题需要综合运用电磁学的定律或公式进行分析,在分析线框在磁场中运动时,应仔细分析“进磁场”“在磁场中运动”“出磁场”三个阶段的运动情况。

一、线框在磁场中静止例1.(2013山东理综)将一段导线绕成图1甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面)内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。

回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B 随时间t变化的图象如图1乙所示。

用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图象是解析:由B—t图线可知,在0~时间段,图线的斜率不变,即不变。

设圆环的面积为S,由法拉第电磁感应定律得,此时段圆环中的感应电动势E=。

因为E大小保持不变,由闭合电路欧姆定律知,整个回路中的电流I大小不变。

由安培力公式得ab边受到的安培力F大小不变。

由楞次定律得,圆环中的电流方向为顺时针方向,所以ab中的电流方向为从b到a,由左手定则得ab边受安培力的方向向左。

同理可得,在~T时间段,ab边受到的安培力大小不变,方向向右。

由以上分析可知,选项B正确,选项A、C、D错误。

例2.(2013四川理综)如图2-1所示,边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域,其磁感应强度B随时间t的变化关系为B= kt(常量k>0)。

电磁感应线框进出磁场(结合图象)问题(带答案)

电磁感应线框进出磁场(结合图象)问题(带答案)

(一)、矩形线框进出匀强磁场1.如图所示,在光滑的水平而上,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a(a<L)的正方形闭合线圈以速度 过磁场后速度变为V (VvV )那么:()A. 完全进入磁场时线圈的速度大于(VoV )/3-B. .完全进入磁场时线圈的速度等于(vov)ZeC. 完全进入磁场时线圈的速度小于(v 0v)/2kD. 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L 】越大时,拉力做功越多。

C 、线圈边长L 越大时,拉力做功越多。

D 、线圈电阻越大时,拉力做功越多。

3. 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①的方向为正,外力F 向右为正。

则以下关于线框中的磁通量①、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)t t I0 : .................................................................................................... :■ •••••• 0 ■ ICD4.边长为L 的正方形金属框在水平恒力F 作用下运动,穿过方护岬的有柬匀强磁场J 区域.磁场区域的宽度为d ( d>L) o 已知ab 边进入磁场时,线L [:::::「 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()二 ••二V 。

高考物理最新电磁学知识点之电磁感应易错题汇编及答案解析

高考物理最新电磁学知识点之电磁感应易错题汇编及答案解析

高考物理最新电磁学知识点之电磁感应易错题汇编及答案解析一、选择题1.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行,现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移动过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()A.B.C.D.2.如图所示,A和B是电阻为R的电灯,L是自感系数较大的线圈,当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开,下列说法中,正确的是()A.B灯逐渐熄灭B.A灯将比原来更亮一些后再熄灭C.有电流通过B灯,方向为c→dD.有电流通过A灯,方向为b→a3.如图所示,用粗细均匀的同种金属导线制成的两个正方形单匝线圈a、b,垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,a的边长为L,b的边长为2L。

当磁感应强度均匀增加时,不考虑线圈a、b之间的影响,下列说法正确的是()A.线圈a、b中感应电动势之比为E1∶E2=1∶2B.线圈a、b中的感应电流之比为I1∶I2=1∶2C.相同时间内,线圈a、b中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=1∶4D.相同时间内,通过线圈a、b某截面的电荷量之比q1∶q2=1∶44.如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻几乎为零。

A和B是两个完全相同的小灯泡。

下列说法正确的是()A.接通开关S瞬间,A灯先亮,B灯不亮B.接通开关S后,B灯慢慢变亮C.开关闭合稳定后,突然断开开关瞬间,A灯立即熄灭、B灯闪亮一下D.开关闭合稳定后,突然断开开关瞬间,A灯、B灯都闪亮一下5.如图所示,把金属圆环在纸面内拉出磁场,下列叙述正确的是()A.将金属圆环向左拉出磁场时,感应电流方向为逆时针B.不管沿什么方向将金属圆环拉出磁场时,感应电流方向都是顺时针C.将金属圆环向右匀速拉出磁场时,磁通量变化率不变D.将金属圆环向右加速拉出磁场时,受到向右的安培力6.下列关于教材中四幅插图的说法正确的是()A.图甲是通电导线周围存在磁场的实验。

高中物理磁场易错题归类总结

高中物理磁场易错题归类总结

精心整理磁场易错题一、主要内容?本章内容包括磁感应强度、磁感线、磁通量、电流的磁场、安培力、洛仑兹力等基本概念,以及磁现象的电本质、安培定则、左手定则等规律。

?二、基本方法?本章涉及到的基本方法有,运用空间想象力和磁感线将磁场的空间分布形象化是解决磁场问题的关键。

运用安培定则、左手定则判断磁场方向和载流导线、运动的带电粒子受力情况是将力学知识与磁场问题相结合的切入点。

?例1将做:A C 。

f=Bqv 的条件是运动电荷垂直射入磁场,当运动方向与B 有夹角时,洛仑兹力f=Bqvsin θ,;当θ=0°或θ=180°时,运动电荷不受洛仑兹力作用。

【分析解答】螺线管两端加上交流电压后,螺线管内部磁场大小和方向发生周期性变化,但始终与螺线管平行,沿着螺线管轴线方向射入的电子其运动方向与磁感线平行。

沿轴线飞入的电子始终不受洛仑兹力而做匀速直线运动。

例2?如图10-2,条形磁铁平放于水平桌面上,在它的正中央上方固定一根直导线,导线与磁场垂直,现给导线中通以垂直于纸面向外的电流,则下列说法正确的是:A.磁铁对桌面的压力减小B.磁铁对桌面的压力增大C.磁铁对桌面的压力不变D.以上说法都不可能【常见错解】磁铁吸引导线而使磁铁导线对桌面有压力,选B。

哪里。

N=mg例3ABCD条形磁铁的磁性两极强,故线框从磁极的一端移到另一端的过程中磁性由强到弱再到强,由磁通量计算公式可知Φ=B·S,线框面积不变,Φ与B成正比例变化,所以选A。

【错解分析】做题时没有真正搞清磁通量的概念,脑子里未正确形成条形磁铁的磁力线空间分布的模型。

因此,盲目地生搬硬套磁通量的计算公式Φ=B·S,由条形磁铁两极的磁感应强度B大于中间部分的磁感应强度,得出线框在两极正上方所穿过的磁通量Φ大于中间正上方所穿过的磁通量。

【分析解答】规范画出条形磁铁的磁感线空间分布的剖面图,如图10-6所示。

利用Φ=B·S定性判断出穿过闭合线圈的磁通量先增大后减小,选D。

电磁感应线框进出磁场问题

电磁感应线框进出磁场问题

(一)、矩形线框进出匀强磁场1. 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现有一个边长为 a (a < L )的正方形闭合线圈以速度 V 0垂直磁场边界滑如图所示,为两个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为磁场宽度均为 L ,距磁场区域的左侧 L 处,有一边长为且线框平面与磁场方向垂直,现用外力F 使线框以速度 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①的方向为正,外力 F 向右为正。

则以下关于线框中的磁通量①、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 )过磁场后速度变为 V (V < V 0)那么:( 完全进入磁场时线圈的速度大于 A. B . .完全进入磁场时线圈的速度等于 (V 0 V)12 C . (V 0 (v。

以上情况AB 均有可能,而C 是不可能的 完全进入磁场时线圈的速度小于 V)/2 a V)/2 X iD.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 速度越大时,拉力做功越多。

B 、线圈边长L 1越大时,拉力做功越多。

线圈边长L 2越大时,拉力做功越多。

D 、线圈电阻越大时,拉力做功越多。

K V. X1X XTJSiK B X P —:XK圈<3)X2 L 的区域内,3. 和向外, 阻为RB,方向分别垂直纸面向里 L 的正方形导体线框,总电 V 匀速穿过磁场区域,以初|F|P'X I!xI-V-x!x I严!x I|x x_xXX X X X X X BXX XXXX PX I * X :.X :•xl • x ;4.边长为L 的正方形金属框在水平恒力 F 作用下运动, 区域•磁场区域的宽度为 d (d >L )。

已知ab 边进入磁场时, 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 ()产生的感应电流方向相反 所受的安培力方向相反进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间 进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量 穿过方向如图的有界匀强磁场线 A. B. C. D. 如图8所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2 a ,磁感应强度的大小为B。

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线框进出磁场问题易错点
主标题:线框进出磁场问题易错点
副标题:剖析考点规律,明确高考考查重点,为学生备考提供简洁有效的备考策略。

关键词:线框、磁场
难度:3
重要程度:5 内容:熟记易混易错点。

易错类型:不会分析线框在有界磁场中的运动问题
线框在有界磁场中运动时,可以分为以下常见的几种情况:(1)线框在竖直方向上运动,即线框竖直下落进入磁场,然后穿过磁场,或者是不穿过磁场;(2)线框在水平方向上的运动,即线框以某速度水平穿着某一磁场,然后再穿出,或者是线框穿过方向相反的两个有界磁场区域;(3)线框在磁场中绕某一固定旋转轴旋转;(4)线框在斜面上运动,即线框在某一斜面上进入有界磁场,然后穿出磁场。

线框在有界磁场中的运动问题,一般是涉及电磁感应的有关知识、力学知识以及电路知识等的综合题。

在分析这类问题时,首先是将线框运动的整个过程分为几个阶段,然后分别它们分析,以确定线框的运动情况。

一般情况下,通常将线框运动的整个运动过程分为“进磁场” “在磁场中平动” “出磁场”三个阶段。

例 如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,分别用相同材料,不同粗细的导线绕
制(Ⅰ为细导线)。

两线圈在距磁场上界面h 高处由静止开始自由下落,
再进入磁场,最后落到地面。

运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。

设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小
分别为v 1、v 2,在磁场中运动时产生的热量分别为Q 1、Q 2。

不计空气阻
力,则 ( )
A .v 1 <v 2,Q 1< Q 2
B .v 1 =v 2,Q 1= Q 2
C .v 1 <v 2,Q 1>Q 2
D .v 1 =v 2,Q 1< Q 2
【易错】对题目信息理解不透彻,不能判断出两线圈进入磁场时的加速度a =g —20
16B v ρρ是一个定值,而是根据公式F a g m =-判断出细线圈的加速度比粗线圈的加速度小,落地时细线圈的速度1v 小于粗
线圈的速度2v ,错选A ;或对线圈运动过程中的能量关系不清楚,错误判断出细线圈在磁场中运动时产生的热量1Q 大于粗线圈产生的热量2Q ,错选C 。

【解析】D.根据题意可知,两线圈在距磁场上界面h 高处由静止开始自由下落,线圈到达磁场上边界时具有相同的速度v 。

进入磁场后,两线圈切割磁感线产生感应电流,此时线
圈受到磁场的安培力F BIl =,又Blv I R =,故22B l v F R =;又线圈的电阻R =ρ4l S
,其中ρ为材料的电阻率,l 为线圈的边长,所以安培力F =24B lvS ρ
,此时加速

mg F F a g m m -==-。

设ρ0为该材料的密度,则m =ρ0S ·4l ,加速度a =g —20
16B v ρρ是定值,故线圈Ⅰ和Ⅱ在进入磁场时同步运动。

当两线圈全部进入磁场后,感应电流为零,不再受到安培力的作用,只在重力的作用下竖直下落,加速度为g 。

因此,线圈Ⅰ和Ⅱ落地时速度相等,即v 1 =v 2。

由能量的转化与能量守恒定律可知,Q =mg (h +H )-12
mv 2,其中H 为磁场区域的高度,由于线圈Ⅰ为细导线,m 小,产生的热量小,所以Q 1< Q 2。

由以上分析可知,选项D 正确。

【点评】本题所涉及的知识比较多,解题时比较容易出错。

做题时,一定分清楚哪些是题目已知的,哪些是相同的,哪些是不同的,以及它们之间的关系。

例如,错解中判断加速度时,就定势地将两线圈的安培力认为相同,而没有深入分析各量的关系,以致得出错误答案。

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