线圈竖直穿过磁场问题例析

1、线圈竖直穿过磁场问题例析线圈竖直穿过磁场问题一直是同学们的一个难关，遇到这种题型就觉得无从 下手。其实它无非涉及力、加速度、速度、焦尔热这儿个问题，只要弄清了受力情 况，明确了运动过程，问题就会迎刃而解。现通过儿个实例总结如下：例1如图1所示，让闭合矩形铜线圈abed从高处自由下落一段后进入匀强磁场；在下落过程中，线框平面始终与磁场方向保持垂直，且be边保持水平，在be边开始进入磁场到ad边刚进入磁场的这一段时间里，表示线圈运动悄况的速度一时间图象如图2所示，不可能的是XXXXXX图1解析：矩形铜线圈进入磁场过程中，受到竖直向上的安培力，它的大小庁=7?心R,随V而变化，进入过程分三种情况：I

2、、匀速进入；mgFFII、加速进入，a=gmR，加速度逐淅减小；mg>FIII、减速进入,"2 ThmRg,加速度逐淅减小mg F答案BBVhD1例2?如图3所示，在平行于水平地面的匀强磁场上方有三个线圈，从相同的高度山静止开始同时释放，三个线圈都是用相同的的金属材料制成的边长一样的 正方形，A线圈有一个缺口， B、C线圈闭合，但B线圈的导线比C的粗，贝UA.三个线圈同时落地B. A 线圈最先落地 X X X X X XX X X X X X图3解析：三个线圈进入磁场时产生电动势相同，而A无电流，只受重力，B和C有电流，均受向上的安培力和向下重力，其产生加速度a=g-mR總?设

3、导线横截面积为s,密度为P,电阻率为P,边长为L那么：mR二P'4L? S?P4Ly=16P/严与导线粗细无关，故B、C加速度相同，所以B、C线圈同进落地，但比A晚。答案BD例3.如图4所示质量为m,边长为L的正方形线框，从有界的匀强磁场上方由静止自由下落，线框电阻为R，匀强磁场的宽度为H (L<H),磁感应强度为B,线框下落过程中ab边与磁场界平行且沿竖直方向，ab边刚进入磁场和刚穿出 场进线框都做减速运动，加速度大小都是 g/3.求：XXXXXX图4 ab边刚进入磁场时与ab边刚出磁场时的 速度大小。 cd边刚进入磁场时，线框的速度大小。 线框进入磁场的过程中，产生的热量解析

4、：3b边进入磁场时，受重力和安培力，设此时速度为v其加速度b2i3vm mmmR3所以设cd边刚进入磁场时的速度为,从cd边刚进入到3b边刚出磁场用动能定理得mg(H-L)二216加看尺1 刁 FITab边刚进入到ab边3线框进入磁场的过程中，重力和安培力做功，线圈刚穿出磁场，山动能定理得:mgL-WF=O山克服安培力做功等于线框产生热量，解得Q=WF=mgH4.如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平.在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边 的距离很短，下边水平.线圈从水平面&开始下落.磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间

5、的距离.假设线圈下边刚通过水平面b、c 位于磁场中和d时， 线圈所受到的磁场力的大小分别为 Fb、Fc和Fd,那么DI i aFc>Fb>FdD. Fc<Fb<FdEl5.如右图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边相等的单匝闭合正方形线圈 1 和【，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制 细导线)?两线圈在距磁场上界面 h 高处山静止开始自由下落，再进入磁场，最 落到地面 . 运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上 界?设线圈I、丨【落地时的速度大小分别为Vl、v2,在磁场中运动时产生的热 为QI、Q2?不计空气阻力，那么(D )(I 为后边量