高考回归复习—电磁感应之线框模型（word 含答案）

高考回归复习—电磁感应之线框模型 1．如图所示，倾角为的光滑斜面上，有一垂直于斜面向下的有界匀强磁场区域PQNM，磁场区域宽度L=0.1m．将一质量m=0.02kg、边长L=0.1m、总电阻R=0.4的单匝正方形闭合线圈abcd由静止释放，释放时ab边水平，且到磁场上边界PQ的距离也为L，当ab边刚进入磁场时，线圈恰好匀速运动，g=10m/s2，求： （1）ab边刚进入磁场时，线圆所受安培力的大小F安方向； （2）ab边刚进入磁场时，线圈的速度及磁场磁感应强度B的大小； （3）线圈穿过磁场过程产生的热量Q． 2．如图所示，水平虚线L1、L2之间是匀强磁场，磁场方向水平向里，磁场区域的高度为h。竖直平面内有一质量为m的直角梯形线框，底边水平，其上下边长之比为5:1，高为2h。现使线框AB边在磁场边界L1的上方h高处由静止自由下落（下落过程底边始终水平，线框平面始终与磁场方向垂直），当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0，在DC边刚进入磁场前的一段时间内，线框做匀速运动.求： （1）求AB边刚进入磁场时线框的速度与CD边刚进入磁场时的速度各是多少？ （2）从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中，线框产生的焦耳热为多少: （3）DC边刚进入磁场时，线框加速度大小为多少？ 3．如图所示，“凸”字形硬质金属线框质量为m，相邻各边互相垂直，且处于同一竖直平面内，ab边长为l，cd边长为2l，ab与cd平行，间距为2l。匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面。开始时，cd边到磁场上边界的距离为2l，线框由静止释放，从cd边进入直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动。在ef、pq边离开磁场后，ab边离开磁场之前，线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场的过程中产生的热量为Q。线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且ab、cd边保持水平，重力加速度为g。求： （1）线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的几倍； （2）磁场上下边界间的距离H。 4．如图所示，在一足够高的绝缘水平桌面上放置一矩形金属框abcd，金属框质量m=1kg、电阻R=0.1Ω、ab边长l1=1m、bc边长l2=0.6m、与桌面间的动摩擦因数。金属框通过轻质细线绕过定滑轮与质量为m0=2kg的重物相连，细线与桌面平行且靠近，桌面上矩形区域efgh内有垂直于桌面向上、大小为0.5T的匀强磁场，已知ef到gh的距离为0.6m。现让金属框由静止开始运动（开始时刻，cd与桌面AB边重合），可匀速穿过磁场区域，不计滑轮摩擦，取g=10m/s2。求： （1）金属框匀速穿过磁场区域的速度； （2）金属框从开始运动到ab边刚进入磁场所用的时间； （3）金属框在穿过匀强磁场过程中产生的焦耳热。 5．如图（a），水平地面上固定一倾角为37°的斜面，一宽为l=0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一正方形金属线框abcd，线框沿斜面下滑时，ab、cd边始终与磁场边界保持平行。以地面为零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E与位移s之间的关系如图（b）所示，图中①、②均为直线段。已知线框的质量为m=0.1kg，电阻为R=0.06Ω。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2）求： （1）线框与斜面间的动摩擦因数μ； （2）线框的边长l＇ （3）线框穿越磁场的过程中，线框中产生的最大电功率Pm； 6．如图所示，倾角为α=30°的固定粗糙斜面，斜面上相隔为d的平行虚线MN与PQ间有大小为B的匀强磁场，方向垂直斜面向下，一质量m，电阻R，边长L的正方形单匝纯电阻金属线圈，线圈在沿斜面向上的恒力作用下，以速度匀速进入磁场，线圈ab边刚进入磁场和cd边刚要离开磁场时，ab边两端的电压相等．已知磁场的宽度d大于线圈的边长L，线圈与斜面间的动摩擦因数为 ，重力加速度g=10m/s2．求：  (1)线圈有一半面积进入磁场时通过ab边的电荷量q；  (2)恒力F的大小；  (3)线圈通过磁场的过程中，ab边产生的热量Q． 7．如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，质量为m，每边电阻均为R，以一定的初速度竖直向上运动，线框正上方空间有一有界匀强磁场，磁场区域的上、下边界水平平行，间距为2L，磁感线方向垂直于线框所在平面向里，磁感应强度大小B．线框在运动过程中始终保持在同一竖直面内，ab边保持水平。向上运动过程中，线框ab边与磁场下边界重合时速度大小为v0，经历时间t后，线框完全进入磁场（cd边与磁场下边界重合）；框架向上穿出磁场后，继续向上运动并返回，当cd边回到磁场上边界时恰好能够匀速进入磁场区域，重力加速度为g，不计空气阻力，求： (1)线框向下运动时，刚进入磁场时匀速运