Question

如圖所示，正方形線框abcd放在光滑絕緣的水平面上，其邊長(zhǎng)L＝0.5m、質(zhì)量m＝0.5kg、電阻R＝0.5Ω，M、N分別為線框ad、bc邊的中點(diǎn)．圖示兩個(gè)虛線區(qū)域內(nèi)分別有豎直向下和向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B＝1T，PQ為其分界線．線框從圖示位置以速度v₀＝2m/s勻速向右滑動(dòng)，當(dāng)MN與PQ重合時(shí)，線框的速度v₁＝1m/s，此時(shí)立刻對(duì)線框施加一沿運(yùn)動(dòng)方向的水平拉力，使線框勻速運(yùn)動(dòng)直至完全進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．求：

（1）線框由圖示位置運(yùn)動(dòng)到MN與PQ重合的過(guò)程中磁通量的變化量；
（2）線框運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大加速度的大�。�
（3）線框在圖示位置起直至完全進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱．

Answer 1

（1）0.25Wb （2） （3）1.25J

解析試題分析：（1）MN與PQ重合時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量為零，故磁通量的變化量為
   
（2）cd邊剛過(guò)PQ的瞬間，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 
感應(yīng)電流的大小為  
線框所受安培力的大小為F＝2BIL＝2´1´4´0.5N＝4N 
線框加速度的大小為 
（3）MN到達(dá)PQ前，由能量守恒可知，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為

MN與PQ重合的時(shí)刻，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 
MN經(jīng)過(guò)PQ后，線框中產(chǎn)生的焦耳熱 
故在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為
考點(diǎn)：電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用
點(diǎn)評(píng)：當(dāng)線框靠慣性進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)階段，電流是變化的，要根據(jù)功能關(guān)系算出產(chǎn)生的焦耳熱，外力作用下勻速進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)階段，電流不變，用焦耳定律算出焦耳熱。