Question

19．如圖所示，為兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)，距磁場(chǎng)區(qū)域的左側(cè)L處，有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)體線(xiàn)框，總電阻為R，且線(xiàn)框平面與磁場(chǎng)方向垂直，現(xiàn)用外力F使線(xiàn)框以速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，以初始位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定：電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)的電動(dòng)勢(shì)E為正，磁感線(xiàn)垂直紙面向里時(shí)磁通量∅的方向?yàn)檎�，外力F向右為正．則以下關(guān)于線(xiàn)框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、磁通量∅、電功率P和外力F隨時(shí)間變化的圖象正確的是（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 由法拉第電磁感應(yīng)定律及E=BLv可得出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的變化；由線(xiàn)圈的運(yùn)動(dòng)可得出線(xiàn)圈中磁通量的變化；由P=I²R可求得電功率的變化．由歐姆定律可求得電路中的電流，則可求得安培力的變化．

解答 解：A、當(dāng)線(xiàn)圈進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E=BLv，E保持不變，而線(xiàn)圈開(kāi)始進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，兩端同時(shí)切割磁感線(xiàn)，電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為2BLv，故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)線(xiàn)框運(yùn)動(dòng)L時(shí)開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)，磁通量開(kāi)始增加，當(dāng)全部進(jìn)入時(shí)達(dá)最大；此后向外的磁通量增加，總磁通減�。划�(dāng)運(yùn)動(dòng)到2.5L時(shí)，磁通量最小為零，故B錯(cuò)誤；
C、拉力的功率P=Fv，因速度不變，而在線(xiàn)框在第一個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，電流為定值，拉力為定值，外力F的功率也為定值；
兩邊分別在兩個(gè)磁場(chǎng)中時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E=2BLv，外力等于安培力，為F=2BIL=2B$\frac{2BLv}{R}$L=$\frac{4{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，外力的功率為 P=Fv=$\frac{4{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{R}$，變?yōu)?倍；
此后從第二個(gè)磁場(chǎng)中離開(kāi)時(shí)，安培力應(yīng)等于線(xiàn)框在第一個(gè)磁場(chǎng)中的安培力，外力的功率也等于在第一個(gè)磁場(chǎng)中的功率，故C正確；
D、因安培力總是與運(yùn)動(dòng)方向相反，故拉力應(yīng)一直向右，外力一直是正的，故D錯(cuò)誤；
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問(wèn)題，近幾年高考中出現(xiàn)的較為頻繁，在解題時(shí)涉及的內(nèi)容較多，同時(shí)過(guò)程也較為復(fù)雜；故在解題時(shí)要靈活，可以選擇合適的解法，如排除法等進(jìn)行解答．