Question

10．如圖，有一個邊長為L，總電阻為R的正方形金屬框，以速度v勻速垂直通過一磁感強度為B的寬度為2L的有界勻強磁場，以ab邊剛進入磁場時作為計時起點，且線框從ab邊剛進入磁場到全部出磁場所用的時間為3t₀，請在下圖的I-t坐標系中作出在3t₀的時間內(nèi)ab導(dǎo)體的電流隨時間變化的關(guān)系圖線．作圖時請在坐標系上標明橫坐標和縱坐標，且以由a-b的電流方向為正．

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，再畫出圖象．

解答 解：線框在進入和穿出磁場的過程產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小相等，感應(yīng)電流為：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$，
進入與穿出穿出的時間為：t=$\frac{L}{v}$，
線框完全在磁場的時間為：t′=$\frac{2L-L}{v}$=$\frac{L}{v}$，
線框完全在磁場中時，穿過線框的磁通量不變，感應(yīng)電流為零，
由右手定則判斷可知，進入過程中線框中感應(yīng)電流方向沿acdba，為負方向；
穿出磁場過程中感應(yīng)電流方向為abcda，為正方向，作出I-t圖象如圖所示．

點評 本題考查了作I-t、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隨時間變化的關(guān)系即可正確解題．