Question

4．如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、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(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的寬度為L(zhǎng)．線框的ab邊與磁場(chǎng)的左邊界相距為L(zhǎng)，且與磁場(chǎng)邊界平行，線框在某一水平恒力作用下由靜止向右運(yùn)動(dòng)，ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框恰好開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)的速度大小
• C． 通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱
• D． 進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中通過(guò)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(qiáng)度，根據(jù)共點(diǎn)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(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)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(jì)算公式求解電荷量．

解答 解：AB、勻速時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E=BLv
對(duì)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(diǎn)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(wú)法求出，AB錯(cuò)誤；
C、線框通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)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(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱無(wú)法求解，C 錯(cuò)誤；
D、線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)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(diǎn)評(píng) 對(duì)于電磁感應(yīng)問(wèn)題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，重點(diǎn)是分析安培力作用下物體的平衡問(wèn)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．