组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 电磁感应 > 电磁感应中的能量转化 > 线框进出磁场类问题 > 线框进出磁场产生的等效电路相关计算(E、I、F、U、P)
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:573 题号:19319688
磁悬浮列车可简化为如下情境:固定在列车下端的矩形金属框随车平移,金属框与轨道平行的一边长为d,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,如图乙所示,磁感应强度随到边界的距离大小而按图丙所呈现的正弦规律变化,其最大值为。磁场以速度、列车以速度沿相同的方向匀速行驶,且,从而产生感应电流,金属线框受到的安培力即为列车行驶的驱动力。设金属框电阻为R,轨道宽为l,求:
(1)线框在运动过程中所受安培力的最大值;
(2)如图丙所示,时刻线框左右两边恰好和磁场I的两边界重合,写出线框中感应电流随时间变化的表达式;
(3)从时刻起列车匀速行驶s距离的过程中,矩形金属线框产生的焦耳热。

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解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】如图所示,空间存在竖直向下的有界磁场,磁感应强度B=0.5T,边界MNPQ之间的距离a=3m,一闭合的电阻均匀分布正三角形导线框置于光滑的水平面上,其边长为2a,电阻R=1,质量m=0.5kg,初始状态正三角形导线框的顶点A与磁场的下边界PQ重合,CD边平行PQ,导线框以v0=10m/s的初速度沿垂直于CD边运动。当线框的顶点A到达磁场边界MN时,其速度大小减为v1=4m/s。不计导线框中产生的感应电流对原磁场的影响。求:
(1)线框的顶点A刚到达磁场边界MN时,CD两点间的电势差UCD
(2)从开始到线框的顶点A刚到达磁场边界N的过程中,CD边产生的焦耳热Q
(3)线框的顶点A刚到达磁场边界MN后继续减速,当速度减为0时,A点距离磁场边界MN的距离l
(4)若导线框以20m/s的初速度沿垂直于AD边方向进入磁场,导线框的A点到达磁场边界MN的速度大小。
2020-12-28更新 | 489次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐2】如图所示,在竖直平面内建立xoy坐标系,在0≤x≤0.65m,y≤0.40m范围内存在一具有理想边界、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域。一边长l=0.10m、质量m=0.02kg、电阻R=0.40Ω的匀质正方形刚性导线框abcd处于图示位置。其中心的坐标为(0,0.65m)。现将线框以初速度v0=2.0m/s水平向右抛出,线框在进入磁场过程中速度保持不变,然后在磁场中运动。最后从磁场右边界离开磁场区域,完成运动全过程。线框在全过程中始终处于xoy平面内,其ab边与x轴保持平行,空气阻力不计,g取10m/s2.求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)线框ad边刚出磁场右边界时,线框水平方向的分速度大小;
(3)线框在全过程中产生的焦耳热Q
2023-06-25更新 | 493次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐3】如图所示,水平地面上方有一高度为H、界面分别为PQMN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l1bd边长为l2,导线框的质量为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,当线框的cd边刚进入磁场时,线框的加速度方向向下、大小为;当线框的cd边刚离开磁场时,线框的加速度方向向上、大小为。运动过程中,线框平面位于竖直平面内,上、下两边始终平行PQ。空气阻力不计,重力加速度为g。求:

(1)线框开始下落时cd边距离磁场上边界PQ的高度h
(2)cd边刚离开磁场时,电势差Ucd
(3)从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场过程中,线框产生的焦耳热Q
(4)从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场的过程中,通过线框导线某一横截面的电荷量q
2017-02-23更新 | 1641次组卷
共计 平均难度:一般