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精英家教網(wǎng)正方形金屬線框abcd，每邊長(zhǎng)l，總質(zhì)量m，回路總電阻R，用細(xì)線吊住，線的另一端跨過兩個(gè)定滑輪，掛著一個(gè)質(zhì)量為M的砝碼．線框上方為一磁感應(yīng)強(qiáng)度B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，如圖，線框abcd在砝碼M的牽引下做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框上邊ab進(jìn)入磁場(chǎng)后立即做勻速運(yùn)動(dòng)．求：
（1）此時(shí)磁場(chǎng)對(duì)線框的作用力多大？線框勻速上升的速度多大？
（2）線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，重物M有多少重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?/div>
分析：（1）線框m上邊ab進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速運(yùn)動(dòng)，線框受力平衡，由平衡條件求出磁場(chǎng)對(duì)線框的作用力，由E=Blv、I=
E
R
、F=BIl結(jié)合得到安培力的表達(dá)式，求出速度．
（2）根據(jù)能量守恒定律求解重物M有多少重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?/div>
解答：解：（1）當(dāng)線框上邊ab進(jìn)入磁場(chǎng)，由于線框勻速運(yùn)動(dòng)，線框受力平衡，有：
F+mg=Mg        
得：F=Mg-mg            
線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流I，由楞次定律可知產(chǎn)生阻礙運(yùn)動(dòng)的安培力為：F=BIl  
由公式 E=Blv，由歐姆定律可得：E=IR  
聯(lián)立求解得：v=
(M-m)gR
B2l2

（2）由能量守恒可得產(chǎn)生電能為E電=Mgl-mgl
答：
（1）此時(shí)磁場(chǎng)對(duì)線框的作用力是Mg-mg，線框勻速上升的速度是
(M-m)gR
B2l2
．
（2）線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，重物M有Mgl-mgl的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?/div>
點(diǎn)評(píng)：本題導(dǎo)體切割磁感線的類型，根據(jù)平衡條件和能量守恒結(jié)合求解，關(guān)鍵是分析和計(jì)算安培力的大�。�
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，一個(gè)邊長(zhǎng)為2L的等腰直角三角形ABC區(qū)域內(nèi)，有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左側(cè)有一個(gè)用金屬絲制成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd，線框以水平速度v勻速通過整個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，設(shè)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎畡t在線框通過磁場(chǎng)的過程中，線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

在平行于水平地面的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方，有三個(gè)單匝線框ABC，從靜止開始同時(shí)釋放，磁感線始終與線框平面垂直.三個(gè)線框都是由相同的金屬材料做成的相同正方形，其中A不閉合，有個(gè)小缺口；BC都是閉合的，但B的橫截面積比C的大，如圖2-13所示.下列關(guān)于它們的落地時(shí)間的判斷正確的是 (    )

圖2-13

A.A、B、C同時(shí)落地               B.A最遲落地

C.B在C之后落地                  D.B和C在A之后落地

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科目：高中物理 來(lái)源：2012-2013學(xué)年江蘇省高三第三次模擬考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，一個(gè)邊長(zhǎng)為2L的等腰直角三角形ABC區(qū)域內(nèi)，有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左側(cè)有一個(gè)用金屬絲制成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd，線框以水平速度v勻速通過整個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，設(shè)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎畡t在線框通過磁場(chǎng)的過程中，線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律正確的是(    )

 

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2012-2013學(xué)年遼寧省沈陽(yáng)市高三高考領(lǐng)航考試（二）物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，一個(gè)邊長(zhǎng)為2L的等腰直角三角形ABC區(qū)域內(nèi)，有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左側(cè)有一個(gè)用金屬絲制成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd，線框以水平速度v勻速通過整個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，設(shè)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎t在線框通過磁場(chǎng)的過程中，線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律正確的是（    ）

A.                B.                C.               D.

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2010-2011學(xué)年吉林省長(zhǎng)春市高三第二次模擬考試（理綜）物理部分 題型：選擇題

如圖所示，一個(gè)邊長(zhǎng)為2L的等腰直角三角形ABC區(qū)域內(nèi)，有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左側(cè)有一個(gè)用金屬絲制成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd，線框以水平速度v勻速通過整個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，設(shè)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎�。則在線框通過磁場(chǎng)的過程中，線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律正確的是

 

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