Question

17．如圖所示，勻強磁場磁感應(yīng)強度 B=0.2T，磁場寬度 L=2m，一正方形金屬框邊長 ab=bc=1m，每邊電阻R=0.2Ω，金屬框以v=1m/s的速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向垂直，bc邊進入磁場開始計時，下列說法正確的是（　�。�

• A．
   若以垂直紙面向外為磁通量的正值，則如圖表示的是金屬框穿過磁場過程中的磁通量φ隨時間t變化的圖象
• B．
  若以順時針方向為電流的正方向，則如圖表示的是金屬框穿過磁場過程中的電流I隨時間t變化的圖象
• C．
  如圖表示的是金屬框穿過磁場過程中的bc邊的電勢差U_bc隨時間t變化的圖象
• D．
  若以向左為安培力的正方向，則如圖表示的是金屬框穿過磁場過程中的金屬框受到的安培力F隨時間t變化的圖象

Answer 1

分析 本題分三段研究：線框進入磁場、完全進入磁場和穿出磁場三個過程．由Φ=BS=BLvt，E=BLv、$I=\frac{E}{R}$結(jié)合求解感應(yīng)電流的大�。�由右手定則判斷感應(yīng)電流的方向，判斷選項，根據(jù)ab兩端電壓U_ab與感應(yīng)電動勢的關(guān)系，求出U_ab，判斷電壓圖象；

解答 解：A、當cd邊進入時，隨著時間的變化，有公式Φ=BS=BLvt，可知磁通量在增大；全部進入時磁通量不變；離開時磁通量均勻減��；故若以垂直紙面向外為磁通量的正值，則如圖表示的是金屬框穿過磁場過程中的磁通量φ隨時間t變化的圖象；故A正確；
B、導(dǎo)線框做勻速運動，當cd邊進入過程，有公式E=BLV可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小恒定，結(jié)合$I=\frac{E}{R}$，可知電流恒定，有右手定則可知電流由d指向c，即電流方向為順時針，同理可知，離開時，為順時針；全部在磁場中時，感應(yīng)電流為零；故B正確；
C、線框進入或離開磁場過程中產(chǎn)生的電動勢：E=Blv，電流$I=\frac{E}{R}=\frac{E}{4r}$，進入磁場過程，ab兩端電壓：U_ab1=Ir=$\frac{BLV}{4}$，線框完全進入磁場過程，U_ab=BL_abV，同理穿出磁場過程，U_ab=I•3r=$\frac{3BLV}{4}$，故C錯誤；
D、由B可知，當cd邊進入過程，產(chǎn)生電流方向為逆時針，根據(jù)左手定則可知安培力方向向左，物體勻速運動故外力方向向右，線框全部進入后不產(chǎn)生感應(yīng)電流，無安培力，即也無外力，時間有$t=\frac{l}{v}$可知是進入時的2倍，同理單線圈離開磁場ab邊切割，與cd邊切割恰好相反，故D錯誤；
故選：AB．

點評 本題考查了I-t、U-t圖象，應(yīng)用E=BLv求出電動勢、因感應(yīng)歐姆定律求出電流、分析清楚線框運動過程、求出I、U隨時間變化的關(guān)系即可正確解題．