Question

13．如圖所示，垂直于紙面的三個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)，在磁場(chǎng)區(qū)域的左側(cè)邊界處，有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，現(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，以圖示位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)的電動(dòng)勢(shì)E為正，磁感線垂直紙面向里時(shí)的磁通量Φ為正值，外力F向右為正，是以下能正確反映線框中磁能量Φ、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、外力F和是功率P隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象是（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 由線圈的運(yùn)動(dòng)可得出線圈中磁通量的變化；由則由法拉第電磁感應(yīng)定律及E=BLV可得出電動(dòng)勢(shì)的變化；由歐姆定律可求得電路中的電流，則可求得安培力的變化；由P=I²R可求得電功率的變化．

解答 解：A、當(dāng)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，位移在0-L內(nèi)，磁通量開(kāi)始均勻增加，當(dāng)全部進(jìn)入左側(cè)磁場(chǎng)時(shí)達(dá)最大，且為負(fù)值；位移在L-2L內(nèi)，向里的磁通量增加，總磁通量均勻減��；當(dāng)位移為1.5L時(shí)，磁通量最小，為零，位移在1.5L到2L時(shí)，磁通量向里，為正值，且均勻增大．位移在2L-2.5L時(shí)，磁通量均勻減小至零．在2.5L-3L內(nèi)，磁通量均勻增大，且方向向外，為負(fù)值．在3L-4L內(nèi)，磁通量均勻減小至零，且為負(fù)值．故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)線圈進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，由E=BLv可知，E保持不變，由右手定則知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)沿逆時(shí)針?lè)较�，為正值；線框開(kāi)始進(jìn)入第二個(gè)和第三個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，左右兩邊同時(shí)切割磁感線，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為2BLv，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)沿逆時(shí)針?lè)较�，為正值；完全在第三個(gè)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，左邊切割磁感線，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為BLv，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)沿逆時(shí)針?lè)较�，為正值；故B錯(cuò)誤；
C、因安培力總是與運(yùn)動(dòng)方向相反，故拉力應(yīng)一直向右，故C錯(cuò)誤；
D、拉力的功率P=Fv，因速度不變，而在線框在第一個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，電流為定值，拉力也為定值；兩邊分別在兩個(gè)磁場(chǎng)中時(shí)，由B的分析可知，電流加倍，故安培力加培，功率加倍；此后從第二個(gè)磁場(chǎng)中離開(kāi)時(shí)，安培力應(yīng)等于線框在第一個(gè)磁場(chǎng)中的安培力，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問(wèn)題，近幾年高考中出現(xiàn)的較為頻繁，在解題時(shí)涉及的內(nèi)容較多，同時(shí)過(guò)程也較為復(fù)雜；故在解題時(shí)要靈活，可以選擇合適的解法，如排除法等進(jìn)行解答．