Question

17．如圖甲所示，正方形線圈abcd內(nèi)有垂直于線圈的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知線圈匝數(shù)n=10，邊長ab=1m，線圈總電阻r=1Ω，線圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化情況如圖乙所示．設(shè)圖示的磁場(chǎng)方向與感應(yīng)電流方向?yàn)檎�方向，則下列有關(guān)線圈的電動(dòng)勢(shì)e，感應(yīng)電流i，焦耳熱Q以及ab邊的安培力F（取向下為正方向）隨時(shí)間t的變化圖象正確的是（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 由右圖可知B的變化，則可得出磁通量的變化情況，由楞次定律可知電流的方向；由法拉第電磁感應(yīng)定律可知電動(dòng)勢(shì)，即可知電路中電流的變化情況；由F=BIL可知安培力的變化情況，由左手定則判斷安培力的方向；焦耳定律$Q={I}_{\;}^{2}rt$判斷Q隨時(shí)間變化情況

解答 解：A、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，0～1s內(nèi)，${e}_{1}^{\;}=n\frac{△B}{△t}s$=$10×\frac{0.2}{1}×1×1=2V$，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為逆時(shí)針方向
1～5s內(nèi)，${e}_{2}^{\;}=n\frac{△B}{△t}s$=$10×\frac{0.2-（-0.2）}{4}×1×1=1V$，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為順時(shí)針方向，故A錯(cuò)誤；
B、0～1s內(nèi)，感應(yīng)電流大小${i}_{1}^{\;}=\frac{{e}_{1}^{\;}}{r}=\frac{2}{1}A=2A$，方向逆時(shí)針方向
1～5s內(nèi)，感應(yīng)電流大小${i}_{2}^{\;}=\frac{{e}_{2}^{\;}}{r}=\frac{1}{1}A=1A$，方向順時(shí)針方向，故B錯(cuò)誤；
C、0～1s內(nèi)，線圈中電流逆時(shí)針方向，根據(jù)左手定則知，ab邊所受的安培力向下，為正方向；1～3s內(nèi)，線圈中電流順時(shí)針方向，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，由左手定則知知安培力向上，為負(fù)方向；3～5s，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，根據(jù)左手定則知ab邊所受安培力向下，為正方向；
根據(jù)F=BIL知，在0～1s內(nèi)，安培力大小均勻增大，1～3s內(nèi)，安培力大小均勻減小，3～5s，安培力大小均勻增大，故C正確；
D、在0～1s內(nèi)，根據(jù)${Q}_{1}^{\;}={i}_{1}^{2}rt$，焦耳熱隨時(shí)間均勻增加，直線的斜率等于${i}_{\;}^{2}r$=4；1～5s內(nèi)，根據(jù)${Q}_{2}^{\;}={i}_{2}^{2}rt$，電流恒定，${Q}_{2}^{\;}$隨時(shí)間均勻增大，斜率$k={i}_{2}^{2}r=1=\frac{8-4}{5-1}$，故D正確；
故選：CD

點(diǎn)評(píng) 本題要求學(xué)生能正確理解B-t圖的含義，才能準(zhǔn)確的利用楞次定律、左手定律等進(jìn)行判定；解題時(shí)要特別注意，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向由楞次定律判斷，判斷安培力方向要注意電流方向和磁場(chǎng)方向．