如圖所示,兩個有界勻強磁場,磁感應強度大小分別為B和2B,方向分別垂直紙面向裏和向外,其寬度均為L,距磁場區域...
問題詳情:
如圖所示,兩個有界勻強磁場,磁感應強度大小分別為B和2B,方向分別垂直紙面向裏和向外,其寬度均為L,距磁場區域的左側L處,有一邊長為L的正方形導體線框,總電阻為R,且線框平面與磁場方向垂直,線框一邊平行於磁場邊界,現用外力F使線框以圖示方向的速度v勻速穿過磁場區域,以初始位置為計時起點,規定:線框中電流沿逆時針方向時的電動勢E為正,磁感線垂直紙面向裏時磁通量Φ為正,外力F向右為正.則以下關於線框中的磁通量Φ、感應電動勢E、外力F和電功率P隨時間變化的圖象中正確的是( )
A. B.
C. D.
【回答】
AD
【解析】
A.在時間內,磁通量:
隨着時間均勻增大;在時刻,線框完全進入第一個磁場,磁通量為BL2;在時間內,線框從第一個磁場開始進入第二磁場,磁通量存在相互抵消,磁通量均勻減小;在時刻,線框從一種磁場進入另一種磁場正好處於一半時,磁通量為零;在時間內,磁通量反向均勻增大;在時刻,線框完全進入第二個磁場,磁通量反向最大為-2BL2;在時間內,線框穿出第二個磁場,磁通量均勻減小;在時刻,磁通量為零,故A正確;
B.在時間內:根據法拉第電磁感應定律得知,線框中產生的感應電動勢E=BLv,大小保持不變,電流沿逆時針方向;在時間內:線框開始進入第二個磁場時,兩端同時切割磁感線,電動勢方向相同,串聯,電路中總的感應電動勢應為:
=3BLv
方向為電流沿順時針方向,在時間內,線框穿出第二個磁場,線框中產生的感應電動勢E=2BLv,大小保持不變,電流沿逆時針方向;故B錯誤;
C.由於線框勻速運動,外力與安培力總保持平衡,根據楞次定律判斷可知安培力的方向總是水平向左,則外力F方向總是水平向右,始終為正值,在時間內:F=BIL=,在時間內:
F=2BIL +BIL=
在時間內:
F=2BIL=
故C錯誤;
D.在時間內:
在時間內:
在時間內:
故D正確。
故選AD.
知識點:法拉第電磁感應定律
題型:選擇題