题目内容
7.粗细均匀的电阻丝围成如图所示的线框,置于正方形有界匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直于线框平面,图中ab=bc=2cd=2de=2ef=2fa=2L.现使线框以同样大小的速度v匀速沿四个不同方向平动进入磁场,并且速度始终与线框最先进入磁场的那条边垂直.在通过如图所示的位置时,下列说法中正确的是( )A. | 图甲中a、b两点间的电压最大 | |
B. | 图丙与图丁中电流相等且最小 | |
C. | 维持线框匀速运动的外力的大小均相等 | |
D. | 图甲与图乙中ab段产生的电热的功率相等 |
分析 根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求解电流强度大小,再根据U=IR求解路端电压;根据共点力的平衡条件可得外力大小关系,根据电功率的计算公式分析热功率的大小.
解答 解:设线框的电阻为R.
A、图甲中:ab两点间的电势差等于外电压,其大小为U=$\frac{3}{4}B•2Lv=\frac{3}{2}BLv$,其它任意两点之间的电势差都小于路端电压,A正确;
B、图丙和图丁中,感应电动势大小为E=BLv,感应电流I=$\frac{BLv}{R}$,感应电动势大小小于图甲和图乙,所以图丙与图丁中电流相等且最小,B正确;
C、根据共点力的平衡条件可知,维持线框匀速运动的外力的大小等于安培力大小,图甲和图乙的安培力大于图丙和图丁的安培力,所以维持线框匀速运动的外力的大小不相等,C错误;
D、图甲和图乙的电流强度相等,根据焦耳定律可得图甲与图乙中ab段产生的电热的功率相等,D正确.
故选:ABD.
点评 对于电磁感应问题研究思路常常有两条:一条从力的角度,重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题,根据平衡条件列出方程;另一条是能量,分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题,根据动能定理、功能关系等列方程求解;本题关键是知道ab两端的电压是路端电压,能够根据闭合电路的欧姆定律进行分析.
练习册系列答案
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