高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)鞏固卷72 線框進(jìn)出磁場(chǎng)模型的分析和計(jì)算(解析版)_第1頁(yè)
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考點(diǎn)鞏固卷72線框進(jìn)出磁場(chǎng)模型的分析和計(jì)算建議用時(shí):50分鐘考點(diǎn)序號(hào)考點(diǎn)題型分布考點(diǎn)1線框進(jìn)出磁場(chǎng)模型的分析和計(jì)算3單選+8多選+3解答考點(diǎn)01:線框進(jìn)出磁場(chǎng)模型的分析和計(jì)算(33單選+8多選+3解答)一、單選題1.(2023·江蘇揚(yáng)州·統(tǒng)考三模)如圖所示,邊長(zhǎng)為a,電阻為R的正方形導(dǎo)線框PQMN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。圖示位置線框速度大小為v,此時(shí)()

A.NM間電勢(shì)差等于NP間電勢(shì)差B.線框中電流大小為C.線框所受安培力大小為D.線框所受安培力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反【答案】C【詳解】A.圖示位置恰好NM邊切割磁感線,則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為切割磁感線的導(dǎo)體相當(dāng)于電源,則可知此時(shí)NM兩端的電壓為路端電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可得,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得此刻線框中的電流為故B錯(cuò)誤;C.線框有兩個(gè)邊在磁場(chǎng)中,兩邊所受安培力大小相等,可得根據(jù)左手定則可知兩邊所受安培力的方向互相垂直,則可得線框所受安培力的大小為故C正確;D.根據(jù)左手定則,結(jié)合力的矢量合成可知,此時(shí)線框所受安培力垂直于磁場(chǎng)邊界,豎直向下,與運(yùn)動(dòng)方向間的夾角為,故D錯(cuò)誤。故選C。2.(2023·江蘇·模擬預(yù)測(cè))如圖,空間等距分布無(wú)數(shù)個(gè)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),豎直方向磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,每一條形磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾燃跋噜彈l形磁場(chǎng)區(qū)域間距均為?,F(xiàn)有一個(gè)邊長(zhǎng)、質(zhì)量,電阻的單匝正方形線框,以的初速度從左側(cè)磁場(chǎng)邊緣水平進(jìn)入磁場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是(

)A.線框剛進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),加速度大小為B.線框穿過(guò)第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中,通過(guò)線框的電荷量為C.線框從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到豎直下落的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為D.線框從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到豎直下落過(guò)程中能穿過(guò)5個(gè)完整磁場(chǎng)區(qū)域【答案】C【詳解】A.根據(jù)題意可得聯(lián)立解得線框剛進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)受到的安培力為則線框的加速度大小為故A錯(cuò)誤;B.由法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律和電荷量計(jì)算公式可知解得通過(guò)線框的電荷量為穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中線框磁通量變化量為零,所以通過(guò)線框的電荷量為零,故B錯(cuò)誤;C.當(dāng)線框水平速度減為零時(shí)豎直下落,線框受到安培力的合力水平向左,安培力對(duì)線框做的負(fù)功等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱,由功能關(guān)系可得故C正確;D.水平方向安培力大小為設(shè)水平向右為正,由水平方向動(dòng)量定理可得解得線框穿過(guò)1個(gè)完整磁場(chǎng)區(qū)域,有安培力作用的水平距離為2l,則有則線框從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到豎直下落過(guò)程中能穿過(guò)6個(gè)完整磁場(chǎng)區(qū)域,故D錯(cuò)誤。故選C。3.(2023·全國(guó)·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))如圖所示,一個(gè)邊長(zhǎng)為的正方形線框,其電阻為,線框以恒定的速度運(yùn)動(dòng),在時(shí)刻線框開(kāi)始進(jìn)入圖中所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,磁場(chǎng)的邊界與速度的夾角為,線框的邊與磁場(chǎng)邊界的夾角也為,線框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,下列關(guān)于線框中的感應(yīng)電流i隨時(shí)間變化的圖像或線框所受安培力隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是()

A.

B.

C.

D.

【答案】C【詳解】AB.在線框的對(duì)角線進(jìn)入磁場(chǎng)之前,線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流由函數(shù)關(guān)系可知,電流隨時(shí)間變化是線性關(guān)系,選故AB錯(cuò)誤;CD.在線框的對(duì)角線進(jìn)入磁場(chǎng)之前,線框所受安培力當(dāng)線框的對(duì)角線進(jìn)入磁場(chǎng)之后,線框所受安培力由函數(shù)關(guān)系可知,安培力隨時(shí)間變化為開(kāi)口向上的二次函數(shù),有確定的轉(zhuǎn)折點(diǎn),不連續(xù),故C正確,D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題4.(2023·陜西·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))如圖甲所示,在傾角為的斜面上,有一垂直斜面向下的足夠?qū)挼木匦蝿驈?qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度,區(qū)域長(zhǎng)度,在緊靠磁場(chǎng)的上邊界處放置一正方形線框,匝數(shù),邊長(zhǎng),線框電阻,質(zhì)量,線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)?,F(xiàn)在將線框由靜止釋放,當(dāng)整個(gè)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框剛好開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)。從線框剛好全部進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí),磁場(chǎng)即以如圖乙所示規(guī)律變化。重力加速度g取10,,。下列說(shuō)法正確的是()

A.線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間的速度為2m/sB.線框從開(kāi)始釋放到完全進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)間為1.25sC.線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到線框下邊到達(dá)磁場(chǎng)下邊界的過(guò)程中,流過(guò)線框的電荷量為2CD.線框從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到線框下邊剛到達(dá)磁場(chǎng)下邊界過(guò)程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為5.5J【答案】BD【詳解】A.在線框剛勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),僅下邊切割磁感線,電流大小安培力大小勻速運(yùn)動(dòng)說(shuō)明受力平衡代入數(shù)據(jù)可得故A錯(cuò)誤;B.線框進(jìn)入過(guò)程由動(dòng)量定理得且代入數(shù)據(jù)可得故B正確;C.線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后,所受安培力合力為零,對(duì)線框由牛頓第二定律得則線框從完全進(jìn)入磁場(chǎng)到線框下邊到達(dá)磁場(chǎng)下邊界的過(guò)程中解得從線框開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,流過(guò)線框的電荷量為而隨后完全在磁場(chǎng)里有感生電流,仍會(huì)有電荷通過(guò)線框,且根據(jù)楞次定律可判斷出,電流方向與進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的電流方向一致則總電荷量為3C,故C錯(cuò)誤;D.線框從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,根據(jù)能量守恒定律解得線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)到線框下邊到達(dá)磁場(chǎng)下邊界的過(guò)程中,回路中的感應(yīng)電流大小為該過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱為則總的焦耳熱故D正確。故選BD。5.(2023·河南許昌·禹州市高級(jí)中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))如圖所示,在光滑絕緣的水平面上方,有兩個(gè)方向相反的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)范圍足夠大,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小左邊為2B,右邊為3B,一個(gè)豎直放置的寬為L(zhǎng)、長(zhǎng)為3L、質(zhì)量為m、電阻為r的矩形金屬線框,以初速度v垂直磁場(chǎng)方向從圖中實(shí)線位置開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到虛線位置(在左邊磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為L(zhǎng)、在右邊磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為2L)時(shí),線框的速度為,則下列判斷正確的是()

A.此時(shí)線框中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,電功率為B.此過(guò)程中通過(guò)線框截面的電量為C.此時(shí)線框的加速度大小為D.此過(guò)程中線框克服安培力做的功為【答案】AD【詳解】A.在圖示位置根據(jù)右手定則可知,線框中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,線框產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為線圈電流為則電功率為故A正確;B.此過(guò)程中磁通量的變化為此過(guò)程中通過(guò)線框截面的電量為故B錯(cuò)誤;C.線圈受到的安培力大小為此時(shí)線框的加速度大小為故C錯(cuò)誤;D.由動(dòng)能定理得可得此過(guò)程中線框克服安培力做的功為故D正確。故選AD。6.(2023·四川眉山·??既#┤鐖D所示,有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為L(zhǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里正方形abcd是粗細(xì)均勻的導(dǎo)體框,總電阻為4R,邊長(zhǎng)為L(zhǎng),該導(dǎo)體框處于紙面內(nèi)。導(dǎo)體框在外力作用下沿對(duì)角線ac(垂直于磁場(chǎng)邊界)由I位置勻速運(yùn)動(dòng)到Ⅲ位置,速度大小為v,則()

A.導(dǎo)體框由I位置到Ⅲ位置過(guò)程中感應(yīng)電流的方向先adcba后abcdaB.導(dǎo)體框由Ⅰ位置到Ⅱ位置過(guò)程中最大感應(yīng)電流為C.導(dǎo)體框由I位置到Ⅲ位置過(guò)程中通過(guò)的電荷量為D.導(dǎo)體框由I位置到Ⅱ位置過(guò)程中外力的最大功率為【答案】AD【詳解】A.導(dǎo)體框由I位置到Ⅲ位置過(guò)程中先是右邊切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生逆時(shí)針電流adcba,后是左邊切割磁感線產(chǎn)生順時(shí)針電流abcda,故A正確;B.最大感應(yīng)電流是bd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)故B錯(cuò)誤;C.導(dǎo)體框由I位置到Ⅲ位置過(guò)程磁通量變化為0,故電荷量也為0,故C錯(cuò)誤;D.應(yīng)為導(dǎo)體框勻速運(yùn)動(dòng),外力的最大功率等于安培力的最大功率故D正確。故選AD。7.(2023·黑龍江大慶·大慶中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))某高中科研興趣小組利用課余時(shí)間進(jìn)行研究電磁阻尼效果的研究性學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)示意圖如圖甲所示,虛線MN右側(cè)有垂直于水平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),邊長(zhǎng)為1m、質(zhì)量為0.1kg、電阻為0.2Ω的正方形金屬線框在光滑絕緣水平面上以大小的速度向右滑動(dòng)并進(jìn)入磁場(chǎng),磁場(chǎng)邊界MN與線框的右邊框平行。從線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí),線框的速度v隨滑行的距離x變化的規(guī)律如圖乙所示,下列說(shuō)法正確的是(

A.圖乙中B.線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框的加速度先不變?cè)偻蝗粶p為零C.線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱為0.15JD.線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,通過(guò)線框某橫截面的電荷量為2.3C【答案】AC【詳解】A.線框中的磁通量發(fā)生變化時(shí),線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,線框會(huì)受到力的作用,從而速度發(fā)生改變,當(dāng)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,線框的速度就不變,所以圖乙中的,故A正確;B.線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中,安培力大小為由圖乙可知,速度減小,線框受到的安培力減小,由牛頓第二定律可知,線框的加速度減小,因此線框做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,加速度突變?yōu)榱?,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)能量守恒可得,線框減少的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱,則有其中,,代入數(shù)據(jù)可得故C正確;D.線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中,取水平向右為正,根據(jù)動(dòng)量定理可得又即結(jié)合圖像乙可知,當(dāng)時(shí),,代入解得通過(guò)線框截面的電量為代入數(shù)據(jù)解得故D錯(cuò)誤。故選AC。8.(2023·安徽合肥·合肥一六八中學(xué)??寄M預(yù)測(cè))我國(guó)自主研發(fā)的世界首臺(tái)高溫超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車在四川成都下線,超導(dǎo)磁懸浮列車可以簡(jiǎn)化為如圖所示模型:在水平面上相距l(xiāng)的兩根固定平行直導(dǎo)軌間,有大小為B、寬度是l的勻強(qiáng)磁場(chǎng),相鄰磁場(chǎng)區(qū)域的磁場(chǎng)方向相反。整個(gè)磁場(chǎng)以速度v水平向右勻速運(yùn)動(dòng),跨在兩導(dǎo)軌間的邊長(zhǎng)為l的正方形單匝線圈abcd懸浮在導(dǎo)軌上方,在磁場(chǎng)力作用下向右運(yùn)動(dòng),并逐漸達(dá)到最大速度。當(dāng)超導(dǎo)磁懸浮列車制動(dòng)時(shí),所有磁場(chǎng)立即停止,線圈繼續(xù)運(yùn)動(dòng)了距離x停下來(lái)。設(shè)線圈的總電阻為R,總質(zhì)量為m,運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力大小恒為f。則()A.線圈在圖示位置的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針B.線圈最大速度C.制動(dòng)過(guò)程線圈產(chǎn)生的焦耳熱為D.從開(kāi)始制動(dòng)到停下來(lái)所用的時(shí)間為【答案】CD【詳解】A.磁場(chǎng)向右運(yùn)動(dòng),則線圈相對(duì)于磁場(chǎng)向左運(yùn)動(dòng),根據(jù)右手定則可知,線圈在圖示位置的電流方向?yàn)閍bcda方向,故A錯(cuò)誤;B.線圈達(dá)到最大速度時(shí),線圈ad邊和bc邊各以相對(duì)磁場(chǎng)的速度切割磁感線運(yùn)動(dòng),回路中電流為由于左右兩邊ad和bc均受到安培力,則合安培力為最大速度時(shí),有聯(lián)立解得故B錯(cuò)誤;C.剎車過(guò)程中克服安培力做功等于線圈產(chǎn)生的焦耳熱,對(duì)線圈由動(dòng)能定理,有解得Q=故C正確;D.減速過(guò)程由動(dòng)量定理有又有聯(lián)立可得故D正確。故選CD。9.(2023·安徽·模擬預(yù)測(cè))如圖,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、粗細(xì)均勻的等邊三角形金屬線框固定在絕緣水平面上,E、F分別為邊和邊的中點(diǎn),虛線上方存在著垂直于水平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),虛線下方存在垂直于水平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系均為(),等邊三角形的每個(gè)邊電阻均為R。下列說(shuō)法正確的是()

A.金屬線框中有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B.金屬線框的感應(yīng)電流始終保持不變C.在的時(shí)間內(nèi),通過(guò)金屬線框某截面的電荷量為D.金屬線框所受的安培力大小不變【答案】BC【詳解】A.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有由于虛線下方有效面積大,則三角形金屬線框的總電動(dòng)勢(shì)由虛線下方回路決定,根據(jù)楞次定律可知,金屬線框中有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,A錯(cuò)誤;B.根據(jù)上述,虛線上方回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為虛線下方回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為則回路總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為回路的感應(yīng)電流大小為即金屬線框的感應(yīng)電流始終保持不變,B正確;C.在的時(shí)間內(nèi),通過(guò)金屬線框某截面的電荷量為結(jié)合上述解得C正確;D.虛線上下兩方回路的有效長(zhǎng)度相等,均為根據(jù)左手定則可知,安培力方向均垂直于EF向上,大小為可知,安培力方向不變,大小隨時(shí)間增大而增大,D錯(cuò)誤。故選BC。10.(2023·河北·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))如圖所示,有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,方向垂直于紙面向里,有一直徑為、電阻為的圓形線圈,初始狀態(tài)線圈直徑在磁場(chǎng)的豎直邊界,現(xiàn)將線圈以點(diǎn)為軸在紙面內(nèi)以角速度沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩傩D(zhuǎn),則該過(guò)程中(

A.線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较駼.初始狀態(tài)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為D.通過(guò)導(dǎo)體任意橫截面的電荷量為【答案】BD【詳解】A.根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流應(yīng)為逆時(shí)針?lè)较?,A錯(cuò)誤;BC.初始狀態(tài),線圈切割磁感線的有效長(zhǎng)度最大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大為B正確,C錯(cuò)誤;D.沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩傩D(zhuǎn),磁通量的變化量通過(guò)導(dǎo)體任意橫截面的電荷量解得D正確。故選BD。11.(2023·安徽·模擬預(yù)測(cè))如圖,相距的水平虛線間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。磁場(chǎng)上方有一質(zhì)量為、電阻為、邊長(zhǎng)為的正方形線框,線框距磁場(chǎng)上邊界處由靜止釋放,邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度與邊剛出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等。線框向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,線框平面始終與磁場(chǎng)垂直且邊保持水平,已知重力加速度為,下列說(shuō)法正確的是()

A.線框邊剛要進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框的速度大小為B.線框邊剛要出磁場(chǎng)時(shí),線框的加速度大小為C.線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,安培力的沖量大小為D.線框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】AD【詳解】A.從釋放到cd剛進(jìn)磁場(chǎng),有解得從cd剛進(jìn)磁場(chǎng)到ab剛進(jìn)磁場(chǎng),有從ab剛進(jìn)磁場(chǎng)到cd剛出磁場(chǎng),有解得ab剛進(jìn)磁場(chǎng)的速度故A正確;B.cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度與cd邊剛出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等,由對(duì)稱性可知ab邊剛進(jìn)、剛出磁場(chǎng)時(shí)的速度v2也相同,ab邊進(jìn)磁場(chǎng)到cd邊出磁場(chǎng)在重力作用下加速,則cd邊進(jìn)磁場(chǎng)到ab邊進(jìn)磁場(chǎng)為減速才能使cd邊剛進(jìn)、剛出磁場(chǎng)速度相同;ab邊剛出磁場(chǎng)時(shí)有解得故B錯(cuò)誤;C.線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,設(shè)向下為正,有故C錯(cuò)誤;D.線框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,由能量守恒解得故D正確。故選AD。三、解答題12.(2023·江西南昌·南昌市八一中學(xué)??既#┤鐖D所示,在豎直平面內(nèi)建立xoy坐標(biāo)系,在0≤x≤0.65m,y≤0.40m范圍內(nèi)存在一具有理想邊界、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。一邊長(zhǎng)l=0.10m、質(zhì)量m=0.02kg、電阻R=0.40Ω的勻質(zhì)正方形剛性導(dǎo)線框abcd處于圖示位置。其中心的坐標(biāo)為(0,0.65m)?,F(xiàn)將線框以初速度v0=2.0m/s水平向右拋出,線框在進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中速度保持不變,然后在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。最后從磁場(chǎng)右邊界離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域,完成運(yùn)動(dòng)全過(guò)程。線框在全過(guò)程中始終處于xoy平面內(nèi),其ab邊與x軸保持平行,空氣阻力不計(jì),g取10m/s2.求:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(2)線框ad邊剛出磁場(chǎng)右邊界時(shí),線框水平方向的分速度大??;(3)線框在全過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。【答案】(1)2T;(2)1.5m/s;(3)0.0375J【詳解】(1)導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,則解得

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

感應(yīng)電流為

線框進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速運(yùn)動(dòng),則解得

(2)導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中,根據(jù)能量守恒可知電流發(fā)熱量為

導(dǎo)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)中,不發(fā)熱,導(dǎo)線框從磁場(chǎng)中出來(lái)過(guò)程中,豎直方向受安培力作用為零,水平方向受安培力作用,設(shè)完全出磁場(chǎng)的水平速度大小為vx,根據(jù)動(dòng)量定理可得解得

其中

解得

(3)產(chǎn)生的熱量為解得

整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為13.(2023·安徽亳州·蒙城第一中學(xué)??既#┤鐖D1所示,匝的正方形線框用細(xì)線懸掛于天花板上且處于靜止?fàn)顟B(tài),線框平面在紙面內(nèi),線框的邊長(zhǎng)為,總電阻為,線框的下半部分(總面積的一半)處于垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的上、下邊界之間的距離為,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按照?qǐng)D2變化,時(shí)刻(磁場(chǎng)均勻增大的最后一瞬間),懸線的拉力恰好為等,此時(shí)剪斷細(xì)線,線框剛要完全穿出磁場(chǎng)時(shí),加速度為零線框在穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中始終在紙面內(nèi),且不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。(不計(jì)空氣阻力,重力加速度為)求:(1)線框的總質(zhì)量m;(2)線框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q;

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