Question

如图所示，用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ，线框每一边的电阻都相等．将线框置于光滑绝缘的水平面上．在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2l，磁感应强度为B．在垂直MN边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场．在运动过程中线框平面水平，且MN边与磁场的边界平行．求：

（1）线框MN边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；

（2）线框MN边刚进入磁场时，M、N两点间的电压U_MN；

（3）在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功W．

Answer

（1）（2）（3）

【解析】

试题分析：（1）线框MN边在磁场中运动时，感应电动势：E=BLv

线框中的感应电流： ；

（2）M、N两点间的电压为电源的输出电压，由闭合电路欧姆定律可得出：

（3）线框运动过程中有感应电流的时间：

此过程线框中产生的焦耳热：

根据能量守恒定律得水平外力做功：

考点：法拉第电磁感应定律；能量守恒定律

【名师点睛】电磁感应中常常考查与电路的结合及能量的转化关系，在解题时要注意哪部分导体可以看作电源，分清内外电路；同时要注意分析能量是如何转化的。