Question

7．如圖所1示，圓環(huán)形線圈P用四根互相對(duì)稱的輕繩吊在水平的天棚上，四根繩的結(jié)點(diǎn) 將環(huán)分成四等份，圖中只畫出平面圖中的兩根繩，每根繩都與天棚成30°角，圓環(huán)形線圈P處于靜止且環(huán)面水平，其正下方固定一螺線管Q，P和Q共軸，Q中通有按正弦函 數(shù)規(guī)律變化的電流，其i-t圖象如圖2所示，線圈P所受的重力為mg，每根繩受的拉力用F_T表示，則（　　）

• A． 在t=1.5s時(shí)，穿過線圈P的磁通量最大，感應(yīng)電流最大
• B． 在t=1.5s時(shí)，穿過線圈P的磁通量最大，此時(shí)F_T=0.5mg
• C． 在t=3s時(shí)，穿過線圈P的磁通量的變化率為零
• D． 在0～3s內(nèi)，線圈P受到的安培力先變大再變小

Answer 1

分析 根據(jù)圖2所示判斷穿過線圈P的磁通量如何變化；根據(jù)磁通量的變化，應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小，然后分析答題．

解答 解：A、由圖2所示圖象可知，t=1.5s時(shí)螺線管中的電流最大，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)最前，穿過P環(huán)中的磁通量最大，但是此時(shí)磁通量的變化率為零，故P環(huán)中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，P中沒有感應(yīng)電流，P不受安培力的作用，故A錯(cuò)；
B、在t=1.5s時(shí)，線圈P只受重力與繩子拉力作用，線圈P靜止，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：mg=4F_Tsin30°，則F_T=0.5mg，故B正確；
C、由圖2所示可知，t=3s時(shí)，Q中的電流為零，但電流的變化率最大，穿過P的磁通量的變化率最大，不為零，故C錯(cuò)誤；
D、在t=0s與t=3s時(shí)，穿過Q的電流為零，產(chǎn)生的磁場(chǎng)為零，P受到的安培力為零，在t=1.5s時(shí)刻，通過Q的電流變化率為零，P中沒有感應(yīng)電流，P不受安培力作用，因此在0～3s內(nèi)，線圈P受到的安培力先變大后減小，再增大然后再減小，故D錯(cuò)誤；
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了判斷磁通量變化率情況、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、安培力與繩子拉力問題，分析清楚圖2所示電流變化情況是正確解題的關(guān)鍵；應(yīng)用平衡條件、安培力公式即可正確解題．