1、 考查方向 4线框进出单向磁场【例 4】如图，在光滑水平桌面上有一边长为 L、电阻为 R 的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为 d(d L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下导线框以某一初速度向右运动， t0 时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域下列 v t 图象中，可能正确描述上述过程的是( )【答案】D【点拨】线框进入磁场和离开磁场的过程中，在安培力作用下都要 减速，且减速过程中因安培力减小导致加速度减小，符合此要求的只有 D。【针对训练1】如图甲所示，有一个等腰直角三角形的 匀强磁场区域，其直角边长为 L，磁场方向垂直纸面向外
2、，磁感应强度 大小为 B。一边长为 L、总电阻为 R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿 x轴正方向以速度 匀速穿过磁场区域。取沿的感应电流为正，则图乙中表示线框中电流 i 随 bc边的位置坐标 x 变化的图 象正确的是 （ ）【答案】C【针对训练 2】如图所示，在坐标系 xOy 中，有边长为 a 的正方形金属线框 abcd，其一条对角线 ac 和 y 轴重合、顶点 a 位于坐标原点 O 处在 y 轴的右侧的、象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的 ab 边刚好重合，左边界与 y 轴重合，右边界与 y 轴平行t=0 时刻，线圈以恒定的速度 v 沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁
3、场区域取沿 abcda 的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流 i 随时间 t 变化的图线是（ ）AB来源。X。X。KCD【解析】在 0 时间内，ab 边切割磁感线运动，根据右手定则，知感应电流的方向为abcda，为正，切割的有效长度在均匀减小，所以 感应电流的大小在均匀减小在 时间内，cd 边切割磁感线运动，根据右手定则感应电流的方向为 adcba，为负，切割的有效长度在均匀减小，所以感应电流的大小在均匀减小故 A 正确，B、C、D 错误，故选A 【答案】A【针对训练 3】如图所示，图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为 l，磁场方向垂直纸面向里。 abcd 是
4、位于纸面内的梯形线圈， ad 与 bc 间的距离也为 l。 t0 时刻，bc 边与磁场区域边界重合(如图)。现令线圈以恒定的速度 v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿 a b c d a 的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流 I 随时间 t 变化的图线可能是图中的( )【答案】B【小结】不同形状的线框进出不同形状的磁场，一般需要将楞次定律与法拉第电磁感应定律结合起来，感应电流的方向通过正负体现，大小一般应用 ，双管齐下，采用逐一淘汰的方法分析处理。考查方向 5.线框进出双向磁场【例 5】如下图，一有界区域内，存在 着磁感应强度大小均为 B，方向分别垂直于光滑水平桌
5、面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为 L，边长为 L 的正方形框 abcd 的 bc 边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止 开始沿 x 轴正方向匀加速通过磁 场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图【答案】A【针对训练 1】如图所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向，菱形闭合导线 ABCD 位于纸面内，且对角线与纸面垂直，两个磁场的宽度均与菱形对角线 AC 的长度相等，现使线框沿 AC 方向匀速穿过磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从 C 点进入磁场到 A 点离开磁场的过程中，线框中电流随时间变化的图象是（
6、 ）【解析】线框进入磁场时，穿过回路向里的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流为逆时针方向，是正值，排除 BC；从 C 点越过两磁场分界线开始，到 BD 的连线与分界线重合 ，磁通量变化比第一阶段快，D 正确。【答案】D。 【针对训练 2】如图所示，为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为 B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为 L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为 L 的正方形导体线框，总电阻为 R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力 F 使线框以速度 v 匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势 E 为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量 为正值，外力
7、F 向右为正则以下能反映线框中的磁通量、感应电动势 E、外力 F 和电功率 P 随时间变化规律图象的是（ ）A来源:学B C D【答案】D【小结】此情况下，当线框的两个有效切割边分别位于不同方向的磁场中时，两个电源形成的电流的方向实际是相同的，所受安培力的方向也是相同的。考查方向 6.电磁感应的力和能量问题【例6】矩形线框 abcd固定放在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度 B随时间 t变化的图象如图甲所示。设 t0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，则在04s时间内，图乙中能正确表示线框 ab边所受的安培力 F随时间 t变化的图象是（规定 ab边所受的安培力方向向左为正） （ ）
8、【答案】A【针对训练 1】在伦敦奥运会上，100 m 赛跑跑道两侧设有跟踪仪，其原理如图甲所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为 L0.5 m，一端通过导线与阻值为R0.5 的电阻连接；导轨上放一质量为 m0.5 kg 的金属杆，金属杆与导轨的电阻忽略不计；匀强磁场方向竖直向下用与导轨平行的拉力 F 作用在金属杆上，使杆运动当改变拉力的大小时，相对应的速度 v 也会变化，从而使跟踪仪始终与运动员保持一致已知v 和 F 的关系如图乙所示(取重力加速度 g10 m/s 2)则( )A金属杆受到的拉力与 速度成正比B该磁场磁感应强度为 1 TC图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力
9、大小D导轨与金属杆之间的动摩擦因数为 0.4【答案】BCD【针对训练 2】边长为 a 的闭合金属正三角形框架，完全处于垂直于框架平面的匀强磁场中，现把框架匀速拉出磁场，如图所示，则下图中图象规律与这一过程相符合的是( )来源:Zxxk.Com【解析】在框架被匀速拉出磁场的过程中，由几何 关系得，切割磁感线的有效长度 L x，感应电动势 E 电动势 BLv x，故 A 错误，B 正确；框架在匀速运动中受到的拉力 F 外力 与安培力相等，而安培力 F 安 BILError!为变力，C 错误；根据 P 外力功率 F 外力 v 可得 P 外力功率 随 x 而改变，D 错误 【答案】B【针对训练 3】如
10、图(a)所示，在光滑水平面上用恒力 F 拉质量为 1 kg 的单匝均匀正方形铜线框，在 1 位置以速度 v03 m/s 进入匀强磁场时开始计时 t0，此时线框中感应电动势为 1 V，在 t3 s 时刻线框到达 2 位置开始离开匀强磁场。此过程中 vt 图象如图(b)所示，那么( )(a) (b)A t0 时，线框右侧的边两端 M、 N 间电压为 0.25 VB恒力 F 的大小为 1.0 NC线框完全离开磁场的位置 3 的瞬时速度为 2 m/sD线框完全离开磁场的位置 3 的瞬时速度为 1 m/s【解析】t0 时，E 11 V，MN 间电压 UMNError!E0.75 V， A 错误；由 v-
11、t 图象可知t1 s 到 t3 s，线圈完全在匀强磁场中运动，加速度 a0.5 m/s2，根据牛顿第二定律得：Fma10.5 N0.5 N， B 错误；由 v-t 图象可知线框进磁场和出磁场过程具有对称性，故线框到达位置 3 时的瞬时速度为 2 m/s， C 正确， D 错误。【答案】C【针对训练 4】光滑平行的金属导轨 MN和 PQ，间距 L1.0 m，与水平面之间的夹角 30，匀强磁场磁感应强度 B2.0 T，垂直于导轨平面向 上， MP 间接有阻值 R2.0 的电阻，其他电阻不计，质量 m2.0 kg 的金属杆 ab 垂直导轨放置，如图甲所示。用恒力 F 沿导轨平面向上拉金属杆 ab，由静止开始运动， v-t 图象如图乙所示。取 g10 m/s2，导轨足够长。求：甲乙(1)恒力 F 的大小；(2)金属杆速度为 2.0 m/s 时的加速度大小；(3)根据 v-t 图象估算在前 0.8 s 内电阻上产生的热量。由能量的转化和守恒定律得QFxmgx sin Error!m vError!，代入数据得 Q4.12 J。【答案】(1)18 N (2)2.0 m/s2 (3)4.12 J
