综合题18.0分
理综

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2labcd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边进入磁场直到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

37.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

38.磁场上下边界间的距离H

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

4倍

解析

(1)设磁场的磁感应强度大小为Bcd边刚进入磁场时,线框做匀速运动的速度为v1cd边上的感应电动势为E1,由法拉第电磁感应定律,有①设线框总电阻为R,此时线框中电流为I1,由闭合电路的欧姆定律,有②设此时线框所受安培力为F1,有③由于线框做匀速运动,其受力平衡,有④由①②③④得

⑤设ab边离开磁场之前,线框做匀速运动的速度为v2,同理可得⑥由⑤⑥得

考查方向

安培力.感应电动势.匀速运动的考查,难度较大

解题思路

线框做匀速运动,其受力平衡,安培力为F1,,法拉第电磁感应定律计算感应电动势,接下来计算电流和安培力

易错点

感应电动势的计算

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

(2)线框自释放直到cd边进入磁场前,由机械能守恒定律,有

线框完全穿过磁场的过程中,由能量守恒定律,有由⑦⑧⑨式得

考查方向

机械能守恒定律.能量守恒定律的考查,难度适中

解题思路

机械能守恒定律.能量守恒定律分别列方程求解

易错点

能量守恒