如图所示,两个有界匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,方向分别垂直纸面向里和向外,其宽度均为L,距磁场区域...
问题详情:
如图所示,两个有界匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,方向分别垂直纸面向里和向外,其宽度均为L,距磁场区域的左侧L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,线框一边平行于磁场边界,现用外力F使线框以图示方向的速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定:线框中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磁通量Φ为正,外力F向右为正.则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图象中正确的是( )
A. B.
C. D.
【回答】
AD
【解析】
A.在时间内,磁通量:
随着时间均匀增大;在时刻,线框完全进入第一个磁场,磁通量为BL2;在时间内,线框从第一个磁场开始进入第二磁场,磁通量存在相互抵消,磁通量均匀减小;在时刻,线框从一种磁场进入另一种磁场正好处于一半时,磁通量为零;在时间内,磁通量反向均匀增大;在时刻,线框完全进入第二个磁场,磁通量反向最大为-2BL2;在时间内,线框穿出第二个磁场,磁通量均匀减小;在时刻,磁通量为零,故A正确;
B.在时间内:根据法拉第电磁感应定律得知,线框中产生的感应电动势E=BLv,大小保持不变,电流沿逆时针方向;在时间内:线框开始进入第二个磁场时,两端同时切割磁感线,电动势方向相同,串联,电路中总的感应电动势应为:
=3BLv
方向为电流沿顺时针方向,在时间内,线框穿出第二个磁场,线框中产生的感应电动势E=2BLv,大小保持不变,电流沿逆时针方向;故B错误;
C.由于线框匀速运动,外力与安培力总保持平衡,根据楞次定律判断可知安培力的方向总是水平向左,则外力F方向总是水平向右,始终为正值,在时间内:F=BIL=,在时间内:
F=2BIL +BIL=
在时间内:
F=2BIL=
故C错误;
D.在时间内:
在时间内:
在时间内:
故D正确。
故选AD.
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:选择题
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