Question

（12分）如圖所示，圖a表示，空間有一寬為2L的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外。abcd是由均勻電阻絲做成的邊長為L的正方形線框，總電阻為R。線框以垂直磁場邊界的速度v勻速通過磁場區(qū)域。在運(yùn)動(dòng)過程中，線框ab、cd兩邊始終與磁場邊界平行。線框剛進(jìn)入磁場的位置x=0，x軸沿水平方向向右。求：

（1）cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，ab兩端的電勢差，并指明哪端電勢高；

（2）線框穿過磁場的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）在b圖中，畫出ab兩端電勢差隨距離變化的圖像。其中。

Answer 1

（1）cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，ab兩端的電勢差為BLv，b端電勢高；（2）線框穿過磁場的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為；（3）如圖所示。

【解析】

試題分析：（1）dc切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢 E=BLv，回路中的感應(yīng)電流I=，ab兩端的電勢差U=IR=BLv，b端電勢高。

（2）設(shè)線框從dc邊剛進(jìn)磁場到ab邊剛進(jìn)磁場所用時(shí)間為t

由焦耳定律得 Q=2I2Rt ，因L=vt，求出Q=。

（3）剛進(jìn)入磁場時(shí)，由于b端的電勢高，則Uab=-BLv。全部進(jìn)入磁場后，Uab=﹣BLv。出磁場的過程中a、b兩端的電勢差是路端電壓，即：Uab=E－Ir=- BLv。

考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢

【點(diǎn)評】考查了電磁感應(yīng)與電路的綜合，掌握切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢公式和閉合電路歐姆定律。