Question

20．如圖所示，空間存在兩個(gè)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，OO′為其對(duì)稱軸．一導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)為l的正方形閉合回路abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定速度v₀向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO′對(duì)稱的位置時(shí)，
（1）穿過回路的磁通量為0Wb．
（2）回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2BLv₀．
（3）回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針 （填順時(shí)針或逆時(shí)針）
（4）ab邊所受安培力的方向水平向左．

Answer 1

分析 根據(jù)磁通量的定義，由磁感線的條數(shù)可以判斷此時(shí)磁通量的大小，如圖所示時(shí)刻，有兩根導(dǎo)線切割磁感線，根據(jù)右手定則可判斷兩根導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的方向，求出回路中的總電動(dòng)勢(shì)，然后即可求出回路中的電流和安培力變化情況．

解答 解：（1）當(dāng)線圈運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO′對(duì)稱的位置時(shí)，線圈中左側(cè)磁場(chǎng)垂直線圈向外，右側(cè)磁場(chǎng)垂直線圈向內(nèi)，而且左右的磁通量大小相等，相互抵消，因此磁通量為零．
（2）ab切割磁感線形成電動(dòng)勢(shì)b端為正，cd切割形成電動(dòng)勢(shì)c端為負(fù)，兩邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小均為E₁=BLv₀，因此兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)串聯(lián)，回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=2E₁=2BLv₀．
（3）根據(jù)右手定則可知，回路中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針．
（4）根據(jù)左手定則可知，回路中ab邊與cd邊所受安培力方向均向左．
故答案為：（1）0wb；（2 ）2BLv₀； （3）逆時(shí)針；（4）水平向左．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要理解磁通量的概念，如有磁場(chǎng)兩種方向穿過線圈時(shí)，要按抵消的磁感線條數(shù)來確定磁通量．要掌握導(dǎo)體切割磁感線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E=BLv，明確兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)方向相同時(shí)相互串聯(lián)，要正確選擇相關(guān)定則判斷感應(yīng)電流的方向和安培力方向，對(duì)于這些基本規(guī)律要加強(qiáng)理解和應(yīng)用．