兩個有界勻強磁場方向均垂直紙面,但方向相反,磁感應(yīng)強度均為B,寬度分別為L和2L。有一邊長為L的正方形閉合線圈在外力作用下,向右勻速通過整個磁場,如圖所示,用i表示電路中的感應(yīng)電流,F(xiàn)表示外力,F(xiàn)A表示線框受到的安培力,PQ表示線圈中的熱功率,并以逆時針方向為感應(yīng)電流正方向,向右為力的正方向,線圈在圖示位置為位移起點,則下列圖像中正確的是(      )

ACD

試題分析:當(dāng)ab邊剛好進入長為L的磁場時,穿過線圈垂直向外的磁通量在增大,根據(jù)楞次定律可得產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為瞬時針,當(dāng)ab邊進入長度為2L的磁場到完全進入長度為2L的磁場的過程中,由于線圈的速度不變,所以磁通量變化率為原來的2倍,故產(chǎn)生的電流為原來的2倍,因為垂直向外的磁通量在減小,故產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為逆時針,所以為正,當(dāng)線圈完全進入長度為2L的磁場后,線圈中的磁通量不再發(fā)生變化,所以沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,當(dāng)ab邊將要穿過磁場時,穿過線圈的垂直向里的磁通量減小,所以會產(chǎn)生逆時針感應(yīng)電流,故A正確,
因為線圈是勻速通過,所以外力和安培力等大反向,設(shè)剛開始時安培力大小為F,根據(jù)左手定則可知方向向左,故為負,所以外力方向向右,大小為F,當(dāng)ab邊進入長度為2L的磁場到完全進入長度為2L的磁場的過程中,ab和cd兩個邊切割磁感線,所以產(chǎn)生的安培力大小為4F,方向向左,故外力的大小為4F,方向向右,當(dāng)線圈完全進入長度為2L的磁場后,線圈中的磁通量不再發(fā)生變化,所以沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,安培力和外力都為零,當(dāng)ab邊將要穿過磁場時,cd邊切割磁感線,產(chǎn)生的安培力大小為F,方向向右,所以外力大小為F,方向向左,故B錯誤,C正確,
因為速度不變,所以電熱全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故,設(shè)剛開始的一段時間內(nèi)電流為I,則該過程中電熱為P,當(dāng)ab邊進入長度為2L的磁場到完全進入長度為2L的磁場的過程中,產(chǎn)生的電流為原來的2倍,所以電熱為4P,當(dāng)線圈完全進入長度為2L的磁場后,電熱為零,當(dāng)ab邊將要穿過磁場時,產(chǎn)生的電流為I,所以電熱為P,故D正確,
點評:本題綜合應(yīng)用了導(dǎo)體在磁場中的運動規(guī)律,關(guān)鍵是需要分過程分析,難度適中
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,導(dǎo)體框內(nèi)有一垂直于框架平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B為0.12T,框架中的電阻R1=3Ω,R2=2Ω,其余部分電阻均不計,導(dǎo)體棒AB在磁場中的長度為0.5m,當(dāng)AB以10m/s速度勻速沿著導(dǎo)體框移動時,試求:

(1)通過R2上的電流I2多大?
(2)保持棒AB勻速運動所需外力F多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,導(dǎo)線框abcd固定在豎直平面內(nèi),bc段的電阻為R,其它電阻均可忽略。ef是一電阻可忽略的水平放置的導(dǎo)電桿,桿長為l,質(zhì)量為m,桿的兩端分別與ab cd保持良好接觸,又能沿它們無摩擦地滑動。整個裝置放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,磁場方向與框面垂直,F(xiàn)用一恒力F豎直向上拉ef,當(dāng)ef勻速上升時,其速度的大小為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一載流長直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi),線框在長直導(dǎo)線右側(cè),且其長邊與長直導(dǎo)線平行.已知在0到t1的時間內(nèi),直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某種變化,而線框中感應(yīng)電流總是沿順時針方向,線框受到的安培力的合力先水平向左,后水平向右.設(shè)電流i正方向與圖中箭頭方向相同,則i隨時間t變化的圖線可能是( )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(11分)如圖所示,在足夠長的兩條平行金屬導(dǎo)軌的左端接有一個定值電阻R0,兩導(dǎo)軌間的距離L=0.5m,在虛線的區(qū)域內(nèi)有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.2T,虛線間的距離S=1.0m。完全相同的金屬棒abcd與導(dǎo)軌垂直放置,兩棒間用2.0m長的絕緣輕桿連接。棒與導(dǎo)軌間無摩擦,兩棒電阻皆為r=0.3Ω,導(dǎo)軌電阻不計。已知R0=2r,F(xiàn)用一外力從圖示位置水平向右拉cd棒,使兩棒以v=5.0m/s的速度向右勻速穿過磁場區(qū)域。

求:(1)從cd棒剛進磁場到ab棒剛離開磁場的過程中通過ab棒的電流大小和方向;
(2)從cd棒剛進磁場到ab棒剛離開磁場的過程中拉力做的功;
(3)若cd棒剛進入磁場時將水平外力去掉,經(jīng)一段時間cd棒出磁場,求此段時間內(nèi)通過cd棒的電量。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

(6分)如圖所示,光滑水平導(dǎo)軌向有方向豎直向下的勻強磁場,質(zhì)量為1kg的導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上,在電動機牽引下運動。當(dāng)導(dǎo)體棒運動了一段時間后,獲得穩(wěn)定的速度為2m/s。牽引導(dǎo)體棒的過程中,電動機兩端的理想電壓表和理想電流表的讀數(shù)分別為7V和1A,電動機內(nèi)阻為1Ω,不計框架電阻及一切摩擦,則電動機的輸出功率為     W;導(dǎo)體棒從開始運動至速度達到穩(wěn)定的過程中產(chǎn)生的熱量為10J,求此過程中電動機對外做功的時間為       
      s 。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,長直導(dǎo)線右側(cè)的矩形線框abcd與直導(dǎo)線位于同一平面,當(dāng)長直導(dǎo)線中的電流發(fā)生如圖所示的變化時(圖中所示電流方向為正方向),線框中的感應(yīng)電流與線框受力情況為
A.t1到t2時間內(nèi),線框內(nèi)電流的方向為abcda,線框受力向右
B.t1到t2時間內(nèi),線框內(nèi)電流的方向為abcda,線框受力向左
C.在t2時刻,線框內(nèi)電流的方向為abcda,線框受力向右
D.在t3時刻,線框內(nèi)電流最大,線框受力最大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一個寬度為L的有界勻強磁場區(qū)域,方向垂直紙面向里.用粗細均勻的導(dǎo)線制成一邊長也為L的正方形閉合線框,現(xiàn)將閉合線框從圖示位置垂直于磁場方向勻速拉過磁場區(qū)域.下圖中能正確反映該過程ab兩點電勢差隨時間變化的圖象是( 。


A                       B                   C                    D

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動,穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖甲所示,則下列說法中正確的是(  )
A.t=0時刻線圈平面與中性面垂直
B.t=0.01 s時刻Φ的變化率達最大
C.0.02 s時刻感應(yīng)電動勢達到最大
D.該線圈相應(yīng)的感應(yīng)電動勢圖象如圖乙所示

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