题目内容

如图所示,在方向垂直向里,磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd,线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动,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,流过线框截面的电量为
2Bl2
R
2Bl2
R
;ab间的电压为
4Blv
3
4Blv
3
;线框中的电流在ad边产生的热量为
2l3B2v
3R
2l3B2v
3R
分析:根据感应电量q=
△Φ
R
,分析磁通量变化量关系,来求解感应电量.分析线框的受力情况,线框所受安培力的合力.
ab间的电压,为路段电压,即为bc、cd、ad间的总电压.
根据焦耳定律求解电流在ad边产生的热量.
解答:解:线框离开磁场的过程中,ab边在切割磁感线,ab边相当于电源,
则产生的感应电动势:E=2Blv,
所以电路中的电流:I=
E
R
=
2Blv
R

相框的总电阻为R,根据电阻定律可知:
ab边的电阻等于cd边的电阻为
R
3

bc边的电阻等于ad边的电阻为
R
6

1、根据电流的定义式I=
q
t
,可得流过线框截面的电量q=It=
E
R
t
=
△Φ
△t?R
t=
△Φ
R
=
B?(l?2l)
R
=
2Bl2
R

2、ab间的电压,为路段电压,即为bc、cd、ad间的总电压,Uab=I?(
R
3
+
R
6
+
R
6
)
=
4Blv
3

3、线框中的电流在ad边产生的热量:Q=I2?
1
6
R
?
l
v
=
2l3B2v
3R

故答案为:
2Bl2
R
4Blv
3
2l3B2v
3R
点评:该题考查了法拉第电磁感应定律和闭合回路欧姆定律的应用,是一道常规题.要注意题目中线框边长不等,分清楚哪个边在切割磁感线.
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