题目内容

【题目】如图所示,为两个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L,距磁场区域的左侧L处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定:电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正,外力F向右为正。则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图象正确的是( )

A. B.

C. D.

【答案】D

【解析】当线框运动L时开始进入磁场,磁通量开始增加,当全部进入磁场时达到最大,此后向外的磁通量增加,总磁通量开始减少,当运动到2.5L时,磁通量最小,故A错误;

当线框进入第一个磁场时,由E=BLv可知,E保持不变,而开始进入第二个磁场时,两端同时切割磁感线,电动势应为2BLv,故B错误;

因安培力总是与运动方向相反,故外力应一直向右,故C错误;

外力的功率P=Fv,因速度不变,而线框在第一个磁场时,电流为定值,外力也为定值;两边分别在两个磁场中时,有B的分析可知,电流加倍,故安培力加倍,功率加倍,此后从第三个磁场中离开时,安培力应等于第一个磁场中的安培力,故D正确。

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