Question

17．如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.2T，磁場(chǎng)寬度 L=2m，一正方形金屬框邊長(zhǎng) ab=bc=1m，每邊電阻R=0.2Ω，金屬框以v=1m/s的速度勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向垂直，bc邊進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A．
   若以垂直紙面向外為磁通量的正值，則如圖表示的是金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中的磁通量φ隨時(shí)間t變化的圖象
• B．
  若以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼�方向，則如圖表示的是金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中的電流I隨時(shí)間t變化的圖象
• C．
  如圖表示的是金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中的bc邊的電勢(shì)差U_bc隨時(shí)間t變化的圖象
• D．
  若以向左為安培力的正方向，則如圖表示的是金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中的金屬框受到的安培力F隨時(shí)間t變化的圖象

Answer 1

分析 本題分三段研究：線框進(jìn)入磁場(chǎng)、完全進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)三個(gè)過(guò)程．由Φ=BS=BLvt，E=BLv、$I=\frac{E}{R}$結(jié)合求解感應(yīng)電流的大小．由右手定則判斷感應(yīng)電流的方向，判斷選項(xiàng)，根據(jù)ab兩端電壓U_ab與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系，求出U_ab，判斷電壓圖象；

解答 解：A、當(dāng)cd邊進(jìn)入時(shí)，隨著時(shí)間的變化，有公式Φ=BS=BLvt，可知磁通量在增大；全部進(jìn)入時(shí)磁通量不變；離開(kāi)時(shí)磁通量均勻減小；故若以垂直紙面向外為磁通量的正值，則如圖表示的是金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中的磁通量φ隨時(shí)間t變化的圖象；故A正確；
B、導(dǎo)線框做勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)cd邊進(jìn)入過(guò)程，有公式E=BLV可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小恒定，結(jié)合$I=\frac{E}{R}$，可知電流恒定，有右手定則可知電流由d指向c，即電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，同理可知，離開(kāi)時(shí)，為順時(shí)針；全部在磁場(chǎng)中時(shí)，感應(yīng)電流為零；故B正確；
C、線框進(jìn)入或離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)：E=Blv，電流$I=\frac{E}{R}=\frac{E}{4r}$，進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程，ab兩端電壓：U_ab1=Ir=$\frac{BLV}{4}$，線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程，U_ab=BL_abV，同理穿出磁場(chǎng)過(guò)程，U_ab=I•3r=$\frac{3BLV}{4}$，故C錯(cuò)誤；
D、由B可知，當(dāng)cd邊進(jìn)入過(guò)程，產(chǎn)生電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，根據(jù)左手定則可知安培力方向向左，物體勻速運(yùn)動(dòng)故外力方向向右，線框全部進(jìn)入后不產(chǎn)生感應(yīng)電流，無(wú)安培力，即也無(wú)外力，時(shí)間有$t=\frac{l}{v}$可知是進(jìn)入時(shí)的2倍，同理單線圈離開(kāi)磁場(chǎng)ab邊切割，與cd邊切割恰好相反，故D錯(cuò)誤；
故選：AB．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了I-t、U-t圖象，應(yīng)用E=BLv求出電動(dòng)勢(shì)、因感應(yīng)歐姆定律求出電流、分析清楚線框運(yùn)動(dòng)過(guò)程、求出I、U隨時(shí)間變化的關(guān)系即可正確解題．