Question

13．如圖所示，一電阻為0.1Ω、邊長為20cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度v=10m/s通過勻強(qiáng)磁場區(qū)域B₁和B₂，兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B₁=B₂=0.1T．兩磁場區(qū)域?qū)挾染鶠?0cm．線框在運(yùn)動過程中有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行，取它剛進(jìn)入磁場時刻t=0，逆時針方向為線框中感應(yīng)電流的正方向．試在給定的坐標(biāo)中做出線框從剛進(jìn)入磁場到完全離開磁場過程中，線框中的感應(yīng)電流的圖象．

Answer 1

分析 由E=BLv求出感應(yīng)電動勢，由歐姆定律求出電流，應(yīng)用右手定則判斷出感應(yīng)電流方向，然后選擇圖象．

解答 解：線框一邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢：E=BLv=0.1×0.2×10=0.2V，
線框進(jìn)入左邊磁場的時間：t=$\frac{L}{v}$=$\frac{0.2m}{10m/s}$=0.02s，
在0-0.02s內(nèi)，感應(yīng)電流：I₁=$\frac{E}{R}$=$\frac{0.2V}{0.1Ω}$=2A，
由右手定則可知，感應(yīng)電流沿逆時針方向，是正的；
在0.02-0.04s內(nèi)線框從左邊磁場進(jìn)入右邊磁場，
線框兩邊同時切割磁感線，由右手定則可知，
兩邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流都沿順時針方向，是負(fù)的，
感應(yīng)電流：I₂=$\frac{2E}{R}$=$\frac{2×0.2}{0.1}$=4A，
在0.04-0.06s內(nèi)，線框離開右邊磁場，
感應(yīng)電流：I₃=$\frac{E}{R}$=$\frac{0.2}{0.1}$=2A，由右手定則可知，電流沿逆時針方向，是正的，
電流I-t圖象如圖所示：

點(diǎn)評 本題考查電磁感應(yīng)中的圖象問題，要注意判斷電流的大小、方向的變化規(guī)律，應(yīng)用E=BLv、歐姆定律與右手定則可以解題．