Question

5．如圖所示，abcd為用粗細均勻的同種材料制成的矩形金屬線框，其中bc的長為2L，ab的長度只有bc長度的一半．現(xiàn)將線框放在水平光滑絕緣的桌面上，在外力F的作用下讓線框以速度v勻速穿過右邊兩個磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反且邊界距離均為L的勻強磁場區(qū)域．若以圖示位置開始計時，規(guī)定順時針方向為電流的正方向，磁感線向下穿過線框時的磁通量為正．則下列關(guān)于穿過金屬線框的磁通量Φ、金屬線框中的電流I、cb間的電勢差U_cb以及外力F的大小隨時間變化的圖象中，可能正確的是（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 由線圈的運動可得出線圈中磁通量的變化；由法拉第電磁感應(yīng)定律及E=BLV可得出電動勢的變化；由閉合電路歐姆定律可求得電路中的電流變化，根據(jù)U=IR可以知道電壓變化，根據(jù)F=BIL可求得安培力的變化．分段列式分析．

解答 解：A、當線框開始進入磁場，由Φ=BLvt，可知磁通量均勻增加，當全部進入時達到最大Φ₀；此后向外的磁通量增加，總磁通逐漸減��；當運動到2.5L時，磁通量最小為零，故A正確．
B、在0-$\frac{L}{v}$內(nèi)，由右手定則知感應(yīng)電流為逆時針，為負值．感應(yīng)電動勢為 E=BLv，感應(yīng)電流大小為 I₀=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$．
在$\frac{L}{v}$-$\frac{3L}{v}$內(nèi)，由右手定則知感應(yīng)電流為順時針，為正值．感應(yīng)電動勢為 E=BLv，感應(yīng)電流大小為 I₀=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$．故B正確．
C、根據(jù)歐姆定律U=IR知，電勢差U_cb大小不變，在0-$\frac{L}{v}$內(nèi)，感應(yīng)電流為逆時針，b點電勢高，故U_cb為負．在$\frac{L}{v}$-$\frac{3L}{v}$內(nèi)，感應(yīng)電流為順時針，c點電勢高，故U_cb為正．
故C錯誤．
D、根據(jù)感應(yīng)電流大小不變，由F=BIL和平衡條件知，F(xiàn)的大小不變，故D錯誤；
故選：AB

點評 電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問題，在解題時，往往定量與定性分析相結(jié)合分析，要選擇合適的解法，如排除法等進行解答．