Question

13．如圖所示，在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反的勻強磁場，磁場方向均垂直于紙面，磁場的寬度均為L．一形狀為等腰直角三角形的導(dǎo)線框abc位于紙面內(nèi)，直角邊的長度也為L，開始時bc邊與磁場的邊界P重合．從t=0時刻開始，線框勻速向右通過這兩個磁場區(qū)域，速度方向垂直邊界，以a→b→c→a為線框中的電流的正方向，以下四個i-t關(guān)系示意圖中能正確反映線框中電流的是（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 導(dǎo)體棒切割磁感線時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，當磁場與導(dǎo)體棒平行時，不切割磁感線，不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；本題導(dǎo)體的運動可分為兩個階段進行分析，根據(jù)楞次定律可判斷電路中感應(yīng)電流的方向，然后選擇答題．

解答 解：線框剛進入磁場時磁通量向外增加，感應(yīng)磁場向里，因此感應(yīng)電流方向為順時針，電流i應(yīng)為負，選項A錯誤；
隨著線框的運動，導(dǎo)線切割磁感線長度減小，感應(yīng)電流減小，由于bc邊的長度為L，故電流反向減小的時間為：$\frac{L}{v}$，由于左邊磁場寬度為L，從開始進入右邊磁場之后，由楞次定律可知，磁通量向外減小，故感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該向外，故感應(yīng)電流為逆時針，且逐漸減小，當磁通量減小為零時，線框還沒有完全進仍右邊磁場，隨著線框的繼續(xù)運動，線框中的磁通量向里增加，感應(yīng)電流的方向仍為逆時針，并繼續(xù)減小只至為零．在時間為$\frac{L}{v}$的過程中，穿過線框的磁通量變化是前一個$\frac{L}{v}$時間的兩倍，故最大感應(yīng)電流是第一個$\frac{L}{v}$過程中兩倍；當線框全部進入右邊后出磁場的過程中，磁通量開始向里減小，故感應(yīng)電流的磁場方向變?yōu)轫槙r針方向，可知感應(yīng)電流為順時針，并逐漸減小為零．綜上所述，符合變化規(guī)律的只有D．
故選：D．

點評 該題實際上由第一時間段內(nèi)的感應(yīng)電流的大小變化和方向就可以判定結(jié)果，把后面的每一段都分析，就是為了能夠熟練楞次定律的應(yīng)用．