高中物理電磁感應(yīng)經(jīng)典計(jì)算題

..電磁感應(yīng)經(jīng)典計(jì)算題vABMDOCN1．如圖所示,邊長(zhǎng)L=0.20m的正方形導(dǎo)線框ABCD由粗細(xì)均勻的同種材料制成,正方形導(dǎo)線框每邊的電阻R0=1.0Ω,金屬棒MN與正方形導(dǎo)線框的對(duì)角線長(zhǎng)度恰好相等,金屬棒MN的電阻r=0.20Ω。導(dǎo)線框放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T,方向垂直導(dǎo)線框所在平面向里。金屬棒MN與導(dǎo)線框接觸良好,且與導(dǎo)線框?qū)蔷€BD垂直放置在導(dǎo)線框上,金屬棒的中點(diǎn)始終在BDvABMDOCN〔1金屬棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小；〔2金屬棒MN上通過的電流大小和方向；〔3導(dǎo)線框消耗的電功率。2.如圖所示,正方形導(dǎo)線框abcd的質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為l,導(dǎo)線框的總電阻為R。導(dǎo)線框從垂直紙面向里的水平有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上方某處由靜止自由下落,下落過程中,導(dǎo)線框始終在與磁場(chǎng)垂直的豎直平面內(nèi),cd邊保持水平。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里,磁場(chǎng)上、下兩個(gè)界面水平距離為l。已知cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g。abdclBl〔1求cd邊剛abdclBl〔2請(qǐng)證明：導(dǎo)線框的cd邊在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的任意瞬間,導(dǎo)線框克服安培力做功的功率等于導(dǎo)線框消耗的電功率?！?求從線框cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到ab邊剛離開磁場(chǎng)的過程中,線框克服安培力所做的功。3．如圖所示,在高度差h＝0.50m的平行虛線范圍內(nèi),有磁感強(qiáng)度B＝0.50T、方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),正方形線框abcd的質(zhì)量m＝0.10kg、邊長(zhǎng)L＝0.50m、電阻R＝0.50Ω,線框平面與豎直平面平行,靜止在位置"I"時(shí),cd邊跟磁場(chǎng)下邊緣有一段距離。現(xiàn)用一豎直向上的恒力F＝4.0N向上提線框,該框由位置"Ⅰ"無(wú)初速度開始向上運(yùn)動(dòng),穿過磁BhHⅠⅡdabcLFF場(chǎng)區(qū),最后到達(dá)位置"Ⅱ"〔ab邊恰好出磁場(chǎng),線框平面在運(yùn)動(dòng)中保持在豎直平面內(nèi),且cd邊保持水平。設(shè)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框恰好開始做勻速運(yùn)動(dòng)?！睟hHⅠⅡdabcLFF〔2線框由位置"Ⅰ"到位置"Ⅱ"的過程中,恒力F做的功是多少？線框內(nèi)產(chǎn)生的熱量又是多少?4.如圖所示,水平地面上方的H高區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),水平界面PP'是磁場(chǎng)的上邊界,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向是水平的,垂直于紙面向里。在磁場(chǎng)的正上方,有一個(gè)位于豎直平面內(nèi)的閉合的矩形平面導(dǎo)線框abcd,ab長(zhǎng)為l1,bc長(zhǎng)為l2,H>l2,線框的質(zhì)量為m,電阻為R。使線框abcd從高處自由落下,ab邊下落的過程中始終保持水平,已知線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中的運(yùn)動(dòng)情況是：cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后,線框先做加速運(yùn)動(dòng),然后做勻速運(yùn)動(dòng),直到ab邊到達(dá)邊界PP'為止。從線框開始下落到cd邊剛好到達(dá)水平地面的過程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱為Q。求：〔1線框abcd在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,通過導(dǎo)線的某一橫截面的電量是多少？Hhl2Hhl2l1abcdPP′B〔3線框的cd邊到達(dá)地面時(shí)線框的速度大小是多少？6.如圖所示,豎直平面內(nèi)有一半徑為r、內(nèi)阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán),在M、N處與相距為2r、電阻不計(jì)的平行光滑金屬軌道ME、NF相接,EF之間接有電阻R2,已知R1＝12R,R2＝4R。在MN上方及CD下方有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I和II,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。現(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab,從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處由靜止下落,在下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平,與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好,高平行軌道中夠長(zhǎng)。已知導(dǎo)體棒ab下落r/2時(shí)的速度大小為v1,下落到MN處的速度大小為v2?！?求導(dǎo)體棒ab從A下落r/2時(shí)的加速度大小;〔2若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)II后棒中電流大小始終不變,求磁場(chǎng)I和II之間的距離h和R2上的電功率P2;〔3若將磁場(chǎng)II的CD邊界略微下移,導(dǎo)體棒ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)II時(shí)速度大小為v3,要使其在外力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為a,求所加外力F隨時(shí)間變化的關(guān)系式。7.如圖所示,空間存在垂直紙面向里的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,磁場(chǎng)Ⅰ寬為L(zhǎng),兩磁場(chǎng)間的無(wú)場(chǎng)區(qū)域?yàn)棰?寬也為L(zhǎng),磁場(chǎng)Ⅲ寬度足夠大。區(qū)域中兩條平行直光滑金屬導(dǎo)軌間距為l,不計(jì)導(dǎo)軌電阻,兩導(dǎo)體棒ab、cd的質(zhì)量均為m,電阻均為r。ab棒靜止在磁場(chǎng)Ⅰ中的左邊界處,cd棒靜止在磁場(chǎng)Ⅲ中的左邊界處,對(duì)ab棒施加一個(gè)瞬時(shí)沖量,ab棒以速度v1開始向右運(yùn)動(dòng)?！?求ab棒開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大??；〔2ab棒在區(qū)域Ⅰ運(yùn)動(dòng)過程中,cd棒獲得的最大速度為v2,求ab棒通過區(qū)域Ⅱ的時(shí)間；〔3若ab棒在尚未離開區(qū)域Ⅱ之前,cd棒已停止運(yùn)動(dòng),求：ab棒在區(qū)域Ⅱ運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱。ccdabLLlⅠⅢⅡ12．磁懸浮列車運(yùn)行的原理是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車向上浮起,同時(shí)通過周期性變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力,其推進(jìn)原理可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型,在水平面上相距L的兩根平行導(dǎo)軌間,有豎直方向且等距離分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2,且B1=B2=B,每個(gè)磁場(chǎng)的寬度都是l,相間排列,所有這些磁場(chǎng)都以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),這時(shí)跨在兩導(dǎo)軌間的長(zhǎng)為L(zhǎng)寬為l的金屬框abcd〔懸浮在導(dǎo)軌上方在磁場(chǎng)力作用下也將會(huì)向右運(yùn)動(dòng),設(shè)直導(dǎo)軌間距L=0.4m,B=1T,磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)速度為v=5m/s,金屬框的電阻R=2Ω。試問：〔1金屬框?yàn)楹螘?huì)運(yùn)動(dòng),若金屬框不受阻力時(shí)金屬框?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)？〔2當(dāng)金屬框始終受到f=1N阻力時(shí),金屬框最大速度是多少？〔3當(dāng)金屬框始終受到1N阻力時(shí),要使金屬框維持最大速度,每秒鐘需消耗多少能量？這些能量是誰(shuí)提供的？BB1B2vabcdlLlL13．圖中虛線為相鄰兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域1和2的邊界,兩個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)方向相反且都垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B,兩個(gè)區(qū)域的高度都為l。一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為l的單匝矩形導(dǎo)線框abcd,從磁場(chǎng)區(qū)上方某處豎直自由下落,ab邊保持水平且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)ab邊剛進(jìn)入?yún)^(qū)域1時(shí),線框恰開始做勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)線框的ab邊下落到區(qū)域2的中間位置時(shí),線框恰又開始做勻速運(yùn)動(dòng)。求：〔1當(dāng)ab邊剛進(jìn)入?yún)^(qū)域1時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度v1；lll12BBalll12BBabcd〔3線框從開始運(yùn)動(dòng)到ab邊剛要離開磁場(chǎng)區(qū)域2時(shí)的下落過程中產(chǎn)生的熱量Q。17.在圖甲中,直角坐標(biāo)系0xy的1、3象限內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),第1象限內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B,第3象限內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均垂直于紙面向里.現(xiàn)將半徑為l,圓心角為900的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度ω繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)線框回路電阻為R.<1>求導(dǎo)線框中感應(yīng)電流最大值.<2>在圖乙中畫出導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象.<規(guī)定與圖甲中線框的位置相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為t=0><3>求線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量.OO2BxBy圖甲┛ωPlQIIOt圖乙18．如圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置的示意圖,它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r=0.10m、匝數(shù)n=20的線圈,磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布〔其右視圖如圖乙所示。在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為B=0.20T,線圈的電阻為R1=0.50Ω,它的引出線接有R2=9.5Ω的小電珠L(zhǎng)。外力推動(dòng)線圈框架的P端,使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng),便有電流通過電珠。當(dāng)線圈向右的位移x隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示時(shí)〔x取向右為正。求：⑴線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大??；⑵線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流I的大小,并在圖丁中畫出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象,至少畫出0~0.3s的圖象〔在圖甲中取電流由C向上通過電珠L(zhǎng)到D為正；⑶每一次推動(dòng)線圈運(yùn)動(dòng)過程中作用力F的大??；⑷該發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P〔摩擦等損耗不計(jì)。OOt/sx/cm8.04.00.10.20.30.40.50.6丙Ot/si/A0.10.20.30.40.50.6丁SNNNN乙右視圖剖面圖NNSPLCD甲線圈19．平行軌道PQ、MN兩端各接一個(gè)阻值R1=R2=8Ω的電熱絲,軌道間距L=1m,軌道很長(zhǎng),本身電阻不計(jì).軌道間磁場(chǎng)按如圖所示的規(guī)律分布,其中每段垂直紙面向里和向外的磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾葹?cm,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B=1T,每段無(wú)磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)挾葹?cm.導(dǎo)體棒ab本身電阻r=1Ω,與軌道接觸良好.現(xiàn)讓ab以v=10m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng).求：〔1當(dāng)ab處在磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),ab中的電流為多大？ab兩端的電壓為多大？ab所受磁場(chǎng)力為多大？無(wú)無(wú)無(wú)1cmR1無(wú)無(wú)無(wú)1cmR12cm2cmR2PQMNvab……x/my/mO0.3F20．如圖所示,一個(gè)被x軸與曲線方程y＝0.2sin10x/3〔m所圍的空間中存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)．磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T．正方形金屬線框的邊長(zhǎng)是0.40m,電阻是0.1,它的一條邊與xx/my/mO0.3F〔2拉力F要做多少功才能把線框拉過磁場(chǎng)區(qū)?22．用密度為d、電阻率為ρ、橫截面積為A的薄金屬條制成邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的閉合正方形框。如圖所示,金屬方框水平放在磁極的狹縫間,方框平面與磁場(chǎng)方向平行。設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于相對(duì)磁極之間,其他地方的磁場(chǎng)忽略不計(jì)?？烧J(rèn)為方框的邊和邊都處在磁極之間,極間磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。方框從靜止開始釋放,其平面在下落過程中保持水平〔不計(jì)空氣阻力。⑴求方框下落的最大速度vm〔設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域在數(shù)值方向足夠長(zhǎng)；⑵當(dāng)方框下落的加速度為g/2時(shí),求方框的發(fā)熱功率P；⑶已知方框下落時(shí)間為t時(shí),下落高度為h,其速度為vt〔vt＜vm。若在同一時(shí)間t內(nèi),方框內(nèi)產(chǎn)生的熱與一恒定電流I0在該框內(nèi)產(chǎn)生的熱相同,求恒定電流I0的表達(dá)式。金屬方框金屬方框磁極圖2裝置俯視示意圖Laa/bb/S23.如圖所示,將邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出,穿過寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里．線框向上離開磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)速度的一半,線框離開磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度,然后落下并勻速進(jìn)人磁場(chǎng)．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．求：baB〔1線框在下落階段勻速進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)的速度vbaB<2線框在上升階段剛離開磁場(chǎng)時(shí)的速度v1；〔3線框在上升階段通過磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q．參考答案1.〔1金屬棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小為E=BLv=0.4V=0.56V〔2金屬棒運(yùn)動(dòng)到AC位置時(shí),導(dǎo)線框左、右兩側(cè)電阻并聯(lián),其并聯(lián)電阻大小為R并=1.0,根據(jù)閉合電路歐姆定律I==0.47A根據(jù)右手定則,電流方向從N到M〔3導(dǎo)線框消耗的功率為：P框=I2R并=0.22W2.〔1設(shè)導(dǎo)線框cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,則在cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)過程時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Blv,根據(jù)閉合電路歐姆定律,導(dǎo)線框的感應(yīng)電流為I=導(dǎo)線框受到的安培力為F安=BIl=,因cd剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)線框做勻速運(yùn)動(dòng),所以有F安=mg,以上各式聯(lián)立,得：?！?導(dǎo)線框cd邊在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),克服安培力做功的功率為：P安=F安v代入〔1中的結(jié)果,整理得：P安=導(dǎo)線框消耗的電功率為：P電=I2R==因此有：P安=P電〔3導(dǎo)線框ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),cd邊即離開磁場(chǎng)。因此導(dǎo)線框繼續(xù)作勻速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)線框穿過磁場(chǎng)的整個(gè)過程中動(dòng)能不變。設(shè)導(dǎo)線框克服安培力做功為W安,根據(jù)動(dòng)能定理有：mg2l-W安解得：W安=2mgl。3.〔1在恒力作用下,線圈開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)線圈的加速度為a,據(jù)牛頓第二定律有：F-mg=ma解得a=30m/s2從線圈進(jìn)入磁場(chǎng)開始做勻速運(yùn)動(dòng),速度為v1,則：cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv1線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I=E/R線框所受的安培力為F安=BIL因線框做勻速運(yùn)動(dòng),則有F=F安+mg,聯(lián)立上述幾式,可解得v1=〔FR-mgR/B2L2=24m/s由v12=2aH解得H=9.6m?！?恒力F做的功W=F〔H+L+h從cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)到ab邊離開磁場(chǎng)的過程中,拉力所做的功等于線框增加的重力勢(shì)能和產(chǎn)生的熱量Q,即F〔L+h=mg〔L+h+Q解得：Q=〔F-mg〔L+h=3.0J或Q=I2Rt=〔BLv/R2R〔h/v+L/v=3.0J4.〔1設(shè)線框abcd進(jìn)入磁場(chǎng)的過程所用時(shí)間為t,通過線框的平均電流為,平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為,則可得通過導(dǎo)線的某一橫截面的電量〔2設(shè)線框從cd邊距邊界PP'上方h高處開始下落,cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)后,切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到安培力。線框在重力和安培力作用下做加速度逐漸減少的加速運(yùn)動(dòng),直到安培力等于重力后勻速下落,速度設(shè)為v,勻速過程一直持續(xù)到ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)結(jié)束,有E=Bl1vI=E/RF安=BIl1F安=可得速度線框的ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)后,線框中沒有感應(yīng)電流。只有在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中有焦耳熱Q。線框從開始下落到ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,線框的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為線框的動(dòng)能和電路中的焦耳熱得〔3線框的ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)后,只有重力作用下,加速下落。有cd邊到達(dá)地面時(shí)線框的速度6.〔1以導(dǎo)體棒為研究對(duì)象,棒在磁場(chǎng)I中切割磁感線,棒中產(chǎn)生產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),導(dǎo)體棒ab從A下落r/2時(shí),導(dǎo)體棒在策略與安培力作用下做加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律,得mg－BIL＝ma,式中l(wèi)＝r式中＝4R由以上各式可得到〔2當(dāng)導(dǎo)體棒ab通過磁場(chǎng)II時(shí),若安培力恰好等于重力,棒中電流大小始終不變,即式中解得 導(dǎo)體棒從MN到CD做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng),有得此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率為根據(jù)能量守恒定律,此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率全部轉(zhuǎn)化為電路中的電功率,即＝所以,＝〔3設(shè)導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)II后經(jīng)過時(shí)間t的速度大小為,此時(shí)安培力大小為由于導(dǎo)體棒ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng),有根據(jù)牛頓第二定律,有F＋mg－F′＝ma即由以上各式解得7.〔1設(shè)ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)域時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E,電路中的電流為I,此時(shí)ab棒受到的安培力根據(jù)牛頓第二定律ab棒進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)域時(shí)的加速度〔2ab棒在磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)域運(yùn)動(dòng)過程中,cd棒經(jīng)歷加速過程,兩棒動(dòng)量守恒,設(shè)ab棒穿出磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)的速度為v3,此刻cd棒具有最大速度v2,有ab棒在區(qū)域Ⅱ中做勻速直線運(yùn)動(dòng),通過區(qū)域Ⅱ的時(shí)間解得〔3ab棒在區(qū)域Ⅱ運(yùn)動(dòng)過程中,cd棒克服安培力做功,最后減速為零。ab、cd棒中產(chǎn)生的總焦耳熱為Q,由能量轉(zhuǎn)化守恒定律可知所以：ab棒中產(chǎn)生的焦耳熱為：12．〔1勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2向右運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬框相對(duì)磁場(chǎng)向左運(yùn)動(dòng),于是在金屬框abcd中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,同時(shí)受到向右方向的安培力,所以金屬框跟隨勻強(qiáng)磁場(chǎng)向右運(yùn)動(dòng),金屬框開始受到安培力作用做加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)速度增大到5m/s時(shí),金屬框相對(duì)勻強(qiáng)磁場(chǎng)靜止,于是后來金屬框?qū)⑻幱趧蛩龠\(yùn)動(dòng)狀態(tài)?！?當(dāng)金屬框始終受到1N阻力作用時(shí),設(shè)金屬框最大速度為v1,我們?cè)O(shè)磁場(chǎng)不動(dòng),相當(dāng)于線框以〔v－v1速度向左運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),由右手定則可知ad邊和bc邊都產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于串聯(lián)狀態(tài),線框中總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E=2BL〔v－v1由線框的平衡條件可知2BIL=fI=EQ\F<2BL<v-v1>,R>v1=EQ\F<4B2L2v－fR,4B2L2>=1.875m/s<3>消耗能量由兩部分組成,一是轉(zhuǎn)化為abcd金屬框架中的熱能,二是克服阻力做功,所以消耗功率P=I2R+fv,P=5W每秒鐘消耗的能量為E=5J這些能量是由磁場(chǎng)提供的。13．〔1由mg＝BIl＝EQ\F<B2l2v1,R>,得v1＝EQ\F<mgR,B2l2>,〔2由F安＝EQ\F<4B2l2v1,R>＝4mg〔1分,F安－mg＝ma則a＝3g〔3由mg＝EQ\F<4B2l2v2,R>得v2＝EQ\F<mgR,4B2l2>＝EQ\F<1,4>v1,2mgl－Q＝EQ\F<1,2>mv22－EQ\F<1,2>mv12,得Q＝2mgl＋EQ\F<15m3g2R2,32B4l4>.17.解:<1>線框從圖甲位置開始<t=0>轉(zhuǎn)過900的過程中,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:<4分>由閉合電路歐姆定律得,回路電流為：<1分>聯(lián)立以上各式解得:<2分>同理可求得線框進(jìn)出第3象限的過程中,回路電流為:<2分>故感應(yīng)電流最大值為:<1分><2>I－t圖象為:<4分>IIOtI1-I1I2-I2<3>線框轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的熱量:<2分>又<1分>解得:<1分>18.解：〔1從圖丙可以看出,線圈往返的每次運(yùn)動(dòng)都是勻速直線運(yùn)動(dòng),其速度為①……〔3分線圈做切割磁感線產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)E=nBLv②……………〔2分L=2πr③…………〔2分聯(lián)立①②③式得V④………〔2分〔2感應(yīng)電流A⑤……………〔3分電流圖像如右圖〔2分〔3由于線圈每次運(yùn)動(dòng)都是勻速直