Question

4．如圖所示，邊長為L、電阻為R的正方形線框abcd放在光滑絕緣水平面上，其右邊有一磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的有界勻強磁場，磁場的寬度為L．線框的ab邊與磁場的左邊界相距為L，且與磁場邊界平行，線框在某一水平恒力作用下由靜止向右運動，ab邊進(jìn)入磁場時線框恰好開始做勻速運動，根據(jù)題意信息，下列物理量可以求出的是（　�。�

• A． 外力的大小
• B． 勻速運動的速度大小
• C． 通過磁場區(qū)域的過程中產(chǎn)生的焦耳熱
• D． 進(jìn)入磁場的過程中通過線框某橫截面的電荷量

Answer 1

分析 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律求解電流強度，根據(jù)共點力的平衡判斷能否求解速度；根據(jù)能量守恒定律分析能否求解通過磁場區(qū)域的過程中產(chǎn)生的焦耳熱；根據(jù)閉合電路的歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合電荷量的計算公式求解電荷量．

解答 解：AB、勻速時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：E=BLv
對線框根據(jù)歐姆定律可得：I=$\frac{E}{R}$ab邊受到的安培力大小為：F_A=BIL
根據(jù)共點力的平衡可得：F_A=F
解得：v=$\frac{FR}{{B}^{2}{L}^{2}}$，由于拉力F不知道，也不能求出，所以v無法求出，AB錯誤；
C、線框通過磁場過程，由能量守恒定律得：3FL=Q+$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，由于F和v不知道，所以通過磁場區(qū)域的過程中產(chǎn)生的焦耳熱無法求解，C 錯誤；
D、線框進(jìn)入磁場過程中通過線框某橫截面的電荷量：q=$\overline{I}t$=$\frac{△Φ}{R}$=$\frac{B{L}^{2}}{R}$，故D正確；
故選：D．

點評 對于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，重點是分析安培力作用下物體的平衡問題；另一條是能量，分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量如何轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵．