题目内容
如图所示,在坐标系xOy中,有边长为L的正方形金属线框abcd,其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处.在y轴的右侧的Ⅰ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合,下边界与x轴重合,右边界与y轴平行.t=0时刻,线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域.取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是如图中的( )
分析:线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域时,开始ab边切割磁感线,切割的有效长度均匀减小,当ab边切割的有效长度刚减为0.cd边又开始切割,切割的有效长度均匀减小到0,根据右手定则判定感应电动势及感应电流的方向.从而判断出ab间的电势差Uab的变化.
解答:解:A、在d点运动到O点过程中,ab边切割磁感线,根据右手定则可以确定线框中电流方向为逆时针方向,即正方向,电动势均匀减小到0,则电流均匀减小到0;然后cd边开始切割,感应电流的方向为顺时针方向,即负方向,电动势均匀减小到0,则电流均匀减小到0.故A正确,B错误.
C、d点运动到O点过程中,ab边切割磁感线,ab相当于电源,电流由a到b,b点的电势高于a点,ab间的电势差Uab为负值,大小等于电流乘以bcda三条边的电阻,并逐渐减小.ab边出磁场后后,cd边开始切割,cd边相当于电源,电流由b到a,ab间的电势差Uab为负值,大小等于电流乘以ab边得电阻,并逐渐减小.故C错误,D也错误.
故选A.
C、d点运动到O点过程中,ab边切割磁感线,ab相当于电源,电流由a到b,b点的电势高于a点,ab间的电势差Uab为负值,大小等于电流乘以bcda三条边的电阻,并逐渐减小.ab边出磁场后后,cd边开始切割,cd边相当于电源,电流由b到a,ab间的电势差Uab为负值,大小等于电流乘以ab边得电阻,并逐渐减小.故C错误,D也错误.
故选A.
点评:解决本题的关键掌握切割产生感应电动势的大小E=BLv,以及会用右手定则判定感应电流的方向.
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