Question

高三物理问题

一边长为L的正方体abcd进入一宽度为d的磁场中 （d>L）
当ab边进入磁场时ab间电压为U1
整个线框进入磁场后ab间电压为U2
ab边刚出磁场时ab间电压为U3

为什么U2的电压是最大的？？为什么不是等于0 ？？
详细解答，谢谢!!
E= delta S*B/delta t
BS是定值，哪里来的感应电动势ya ??

匀速

Answer 1

咳！先纠正个错误，应该是正方形不是正方体吧。
首先，依题意，线框应该不是个超导体，是有不可忽略的电阻的。
其次，可设匀速运动的速度为V，磁感应强度为B，各边电阻为r。
在第一个过程中ab边切割磁场线，不妨将其看作电源。电动势E1=BLV，产生的电流I1=BLV/4r。所以U1=I1*3r=3BLV/4。（楼主若会基尔霍夫定律，那算我多嘴了）
同理可得：在第三个过程中U3=BLV/4
在第二个过程中是有两个电源（ab和cd边都切割产生电动势），且两电源是反向串联的，其电动势等大，所以没有电流。故ab边虽有电阻但无法达到降势的效果，所以U2即ab边切割产生电动势，即BLV。所以U2最大。

Answer 2

当ab边进入磁场时ab边切割磁感线，即为电源内部，其他3边为电源外部，构成了闭合回路，ab间电压U1为外电路电压，等于0.75BLV
当整个线框进入磁场后ab边和cd边同时切割磁感线，根据右手定则，两电源方向相同，即并联，整个线框都是电源内部，没有形成闭合回路，ad等势，bc等势，ab间电压即为电源电动势，等于BLV
当ab边刚出磁场时cd边切割磁感线，此时cd是电源内部，cb、ba、ad均为外电路，构成闭合回路，根据欧姆定律知ab间电压为0.25BLV
补充———> E=▲Φ／▲t 适用于整个电路，E=BLV适用于部分电路， 整个线框进入磁场后整个线框只是一个并联电池组，不是整个电路，用BLV更合适些。

Answer 3

对的，首先要搞清楚能量守恒定律。即能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化成另一种形式，从一个物体转移到另一个物体。在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这个定律可以说贯穿物理学研究的始终，很多物理问题都可以用能量守恒的思路来考虑。像机械能守恒定律其实也就是能量守恒定律在特定条件下的表现形式。
好的，下面讲讲机械能守恒定律。这个定律是说，对一个质点或者质点系而言，外力和非保守内力不作功时，质点或者质点系的机械能总量保持不变。例如，取地球和一个小球为质点系来研究，当球从空中落下，不计空气阻力时，地球和小球这个质点系的机械能是守恒的。因为没有外力的作用，而地球和小球之间的万有引力是一种保守内力。小球的重力势能转化为动能是由于保守力——引力作功来实现的。
而功能原理是说，一个质点系机械能的增量等于外力和非保守内力作功只和。还是用刚才那个例子，在小球下落时起直到落地前，对它作用一个水平方向的恒外力，那么在研究着陆后小球机械能的增量就等于这个外力的作功。也就是说，重力作功不会引起机械能的增加。
再举一个例子，一个物体在粗糙的木板上运动。显然它最后会停止，机械能归于零。这样，机械能的增量（负增量）就等于摩擦力（非保守内力）对物体的作功，等于物体初始状态的动能。
外力和内力一般很容易区分。所谓保守力和非保守力是说，如果一个力的作功与路径无关，只与初末位置有关就是保守力（例如重力，场力好像都是保守力）；反过来就是非保守力（例如摩擦力）。其本质就是第一类线积分还是第二类线积分的问题。（功的定义：W=∫Fds）

Answer 4

你这个磁场应该是稳定的磁场吧。如果不是稳定的，那肯定是U2最高。
U的大小取决于磁通量的变化，磁通量的变化越快，U越大。等全部进入，应该就是0了。

你还记得 交流发电机中，当线圈平面与磁感线平行时候，电势最高啊。电压的曲线图是正弦曲线，最高点，就是磁通量为0的时候，变化率最大。
感应电动势：E=nΔΦ/Δt
但按照道理说U2=U3呀，不懂，也许磁场是变化的呢，呵呵。高中的题目就是不清楚。

我是这么理解的，如果错了，还望指点

Answer 5

ab边进入磁场时，abcd四边只有ab边产生电势差，ab边产生的电势差和bc，cd，da三边形成回路，ab边内部的电压降为1/4的电势差，U1的电压为3/4的电势差。

整个线框进入磁场后，ab和cd边产生的电压相等，即a点和d点的电势一样，b点和c点的电势一样，没有形成回路，U2等于ab切割磁场产生的电势差。

ab边刚出磁场时，cd边切割电磁场，ab边的电压为1/4的切割磁场产生的电势差。

所以U1为3/4电势差，U2为4/4电势差，U3为1/4电势差，故U2最大。