精英家教網(wǎng)如圖所示,一邊長為L、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形金屬框豎直放置在磁場中,磁場方向垂直方框平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨y的變化規(guī)律為B=B0+ky(k為恒定常數(shù)且大于零),同一水平面上磁感應(yīng)強(qiáng)度相同.現(xiàn)將方框從y=0處自由下落,重力加速度為g,設(shè)磁場區(qū)域足夠大,不計空氣阻力,則方框中感應(yīng)電流的方向為
 
(選填“順時針”或“逆時針”),方框最終運(yùn)動的速度大小為
 
分析:(1)線圈下落過程中,穿過線圈中的磁通量增加,據(jù)楞次定律可知,金屬框中的感應(yīng)電流方向;
(2)線圈下落過程中,上、下兩邊切割磁感線,此時線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是兩條邊的電動勢的差,線圈達(dá)最大速度時,受到的力平衡.
解答:解:(1)線圈下落過程中,穿過線圈中的磁通量增加,據(jù)楞次定律可知,金屬框中的感應(yīng)電流方向為逆時針流向.  
(2)設(shè)下邊所處高度為y時線圈達(dá)到收尾速度vm,線圈下落過程中,上、下兩邊切割磁感線,此時線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,E=[B0+k(y+L)]Lvm-(B0+ky)Lvm=kL2vm
線圈中的感應(yīng)電流為:I=
E
R

線圈上下邊受到的安培力分別為F1、F2,則F1=(B0+ky)IL
F2=[B0+k(y+L)]IL
線圈達(dá)最大速度時,據(jù)力的平衡條件得:mg+F1=F2
聯(lián)立以上幾式可得:v=
mgR
k2L4

故答案為:逆時針;
mgR
k2L4
點(diǎn)評:該題屬于電磁感應(yīng)的一般應(yīng)用,要注意線圈下落過程中,上、下兩邊切割磁感線,此時線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是兩條邊的電動勢的差.屬于中檔題目.
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(1)金屬框的最大速度;
(2)金屬框從開始運(yùn)動到達(dá)到最大速度的過程中,金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)金屬框從開始運(yùn)動到達(dá)到最大速度的過程中,通過金屬框橫截面的電量.

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精英家教網(wǎng)如圖所示有一邊長為L的正方形線框abcd,從某高度處自由下落,在其下方有一個寬度大于L的勻強(qiáng)磁場,下列過程中產(chǎn)生電流的是( 。
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A、開始時通過線圈的磁通量最大B、開始時通過線圈的磁通量變化率最大C、轉(zhuǎn)過900時感應(yīng)電動勢最大D、轉(zhuǎn)過900時感應(yīng)電動勢方向發(fā)生變化

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