解题思路:(1)分线框进入磁场、完全进入磁场和穿出磁场三个过程,由I=ER=BlvR求出各个过程感应电流的大小,判断出方向,再画出图象;(2)根据焦耳定律求焦耳热;注意有进入和穿出两个过程.(3)由公式q=It求穿出线框出磁场的过程中流过线框的电量.
(1)线框进入和穿出磁场过程:ab或cd切割磁感线所产生的感应电动势为E=BLv
感应电流的大小均为 I=[E/R=
Blv
R],由右手定则判断得知:线框进入磁场时,线框中感应电流方向为adbca,为负,穿出过程感应电流方向为
abcda,为正.画出线框中感应电流随时间变化的图象如图所示.
(2)整个过程中线框产生的焦耳热Q=2I2Rt=2(
BLv
R)2•R•
L
v=
2B2L3v
R
(3)线框出磁场的过程中流过线框的电量为q=It=[BLv/R•
L
v]=
BL2
R
答:
(1)画出线框中感应电流随时间变化的图象如图所示.
(2)整个过程中线框产生的焦耳热Q为
2B2L3v
R.
(3)线框出磁场的过程中流过线框的电量为
BL2
R.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化.
考点点评: 本题是电磁感应中电路类型,关键要掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律等基本规律,难度不大.