Question

如图一个边长为L=1m的正方形线圈，总电阻R=2Ω，当线圈以v=4m/s的速度通过磁感应强度B=0.5T的匀强磁场区域时，线圈平面总保持与磁场垂直．若磁场的宽度d＞1m，求：
（1）线圈进入磁场过程中感应电流的方向（“逆时针”或“顺时针”）和大小；
（2）线圈在进入磁场的过程中受到的安培力的方向（“向左”或“向右”）和大小；
（3）线圈在进入磁场的过程中所产生的焦耳热？

Answer 1

分析：（1）由右手定则可以判断出感应电流的方向，由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流．
（2）由安培力公式求出安培力，由左手定则判断出安培力方向．
（3）由焦耳定律求出线圈进入磁场过程中产生的焦耳热．

解答：解：（1）由右手定则可知，线圈进入磁场过程，感应电流沿逆时针方向；
感应电动势E=BLv，
感应电流I=

BLv

R

=

0.5×1×4

2

=1A；
（2）线圈受到的安培力：
F=BIL=0.5×1×1=0.5N，
由左手定则可知，安培力方向：水平向左；
（3）线圈进入磁场的时间t=

L

v

=

1

4

=0.25s，
线圈进入磁场过程中产生的焦耳热：
Q=I²Rt=1²×2×0.25=0.5J；
答：（1）线圈进入磁场过程中感应电流沿逆时针方向，大小为1A；
（2）线圈在进入磁场的过程中受到的安培力水平向左，大小为0.5N；
（3）线圈在进入磁场的过程中所产生的焦耳热为0.5J．

点评：本题考查了求感应电流、安培力、线圈产生的热量，应用E=BLv、欧姆定律、安培力公式、焦耳定律、右手定则与左手定则即可正确解题．