物理步步高3-2(部分).doc

13页 ．如图16所示，abcd是一边长为l的匀质正方形导线框，总电阻为R，今使线框以恒定速度v水平向右穿过方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域．已知磁感应强度为B，磁场宽度为3l，求线框在进入磁区、完全进入磁区和穿出磁区三个过程中a、b两点间电势差的大小． 图16 答案　　Blv　 解析　导线框在进入磁区过程中，ab相当于电源，等效电路如下图甲所示． E＝Blv，r＝R，R外＝R，I＝＝， Uab为端电压；所以Uab＝IR外＝. 导线框全部进入过程中，磁通量不变，感应电流 I＝0，但Uab＝E＝Blv 导线框在穿出磁区过程中，cd相当于电源，等效电路如下图乙所示． E＝Blv，r＝R，R外＝R，I＝＝， Uab＝IRab＝×R＝. 例1　如图1所示，线圈ａｂｃｄ每边长ｌ＝0.20ｍ，线圈质量ｍ1＝0.10ｋｇ、电阻Ｒ＝0.10Ω，砝码质量ｍ2＝0.14ｋｇ．线圈上方的匀强磁场磁感强度Ｂ＝0.5Ｔ，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为ｈ＝ｌ＝0.20ｍ．砝码从某一位置下降，使ａｂ边进入磁场开始做匀速运动．求线圈做匀速运动．解析：该题的研究对象为线圈，线圈在匀速上升时受到的安培力Ｆ安、绳子的拉力Ｆ和重力ｍ1ｇ相互平衡，即　Ｆ＝Ｆ安＋ｍ1ｇ．　　①砝码受力也平衡：　Ｆ＝ｍ2ｇ．　　②线圈匀速上升，在线圈中产生的感应电流　Ｉ＝Ｂｌｖ／Ｒ，　　③因此线圈受到向下的安培力　Ｆ安＝ＢＩｌ．　　④联解①②③④式得ｖ＝（ｍ2－ｍ1）ｇＲ／Ｂ2ｌ2．　代入数据解得：ｖ＝4（ｍ／ｓ）