Question

5．如圖所示，有一寬為2L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外．a(chǎn)bcd是由均勻電阻絲做成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框，總電阻值為R．線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度v勻速通過磁場(chǎng)區(qū)域，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，線框ab、cd兩邊始終與磁場(chǎng)邊界平行．則（　�。�

• A． 整個(gè)過程線圈中的電流方向始終為順時(shí)針方向
• B． 整個(gè)過程線圈中的電流方向始終為逆時(shí)針方向
• C． 整個(gè)過程中ab兩點(diǎn)的電勢(shì)差為$\frac{1}{4}$BLv
• D． 整個(gè)過程中線圈產(chǎn)生的焦耳熱為$\frac{{2{B^2}{L^3}v}}{R}$

Answer 1

分析 AB、運(yùn)用楞次定律，來判斷電流的方向．
C、cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，先由公式E=BLv求得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，再由歐姆定律得到回路中感應(yīng)電流的大小，從而求得ab兩點(diǎn)的電勢(shì)差；
D、先由公式F_A=BIL求出安培力大小，再根據(jù)功能關(guān)系求解焦耳熱的大�。�

解答 解：AB、由楞次定律可知線框中電流方向順時(shí)針方向，即沿：d-c-b-a-d，故A正確，B錯(cuò)誤． 
C、進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，cd切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E=BLv 
回路中的感應(yīng)電流I=$\frac{BLv}{R}$           
ab兩端的電勢(shì)差 U=I•$\frac{1}{4}$R=$\frac{1}{4}$BLv，
當(dāng)完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，ab兩點(diǎn)的電勢(shì)差為BLv，
當(dāng)出磁場(chǎng)時(shí)，ab兩端的電勢(shì)差 U=I•$\frac{3}{4}$R=$\frac{3}{4}$BLv，故C錯(cuò)誤；
D、線框勻速穿過磁場(chǎng)所受的安培力F_A=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$
線框產(chǎn)生焦耳熱為 Q=$\frac{2{B}^{2}{L}^{3}v}{R}$，故D正確；
故選：AD．

點(diǎn)評(píng) 本題由右手定則或楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，根據(jù)電路知識(shí)求出電勢(shì)差；同時(shí)掌握焦耳定律的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)存在的感應(yīng)電流的判定，注意求ab電勢(shì)差時(shí)，分清外電阻與內(nèi)電阻．