题目内容
边长为L的正方形金属框在水平恒力作用下,穿过如图所示的有界匀强磁场,磁场宽度为d(d>L),已知ab边进入磁场时,线框刚好做匀速运动,则线框进入磁场过程和从磁场另一侧穿出过程相比较,说法正确的是( )
分析:根据楞次定律判断感应电流的方向,根据楞次定律的第二种表述:感应电流总要阻碍导体与磁体间相对运动,分析安培力的方向.由焦耳定律求解线框产生的电能.
解答:解:线框进入磁场过程:磁通量增加,根据楞次定律得知,线框感应电流方向沿逆时针方向;根据楞次定律的第二种表述:感应电流总要阻碍导体与磁体间相对运动,则知线框所受的安培力方向向左;产生的电能为 Q=
t=
?
=
.
线框穿出磁场过程:磁通量减小,根据楞次定律得知,线框感应电流方向沿顺时针方向;根据楞次定律的第二种表述:感应电流总要阻碍导体与磁体间相对运动,则知线框所受的安培力方向向左;
线框进入和穿出磁场的两个过程中,水平恒力做功都是FL,进入过程线框做匀速运动,产生的电能等于FL.由于线框完全进入磁场后做匀加速运动,到出磁场时,线框的速度增大,产生的感应电流增大,所受的安培力增大,线框将做减速运动,减小的动能也转化为电能,所以出磁场过程产生的电能一定大于进磁场过程产生的电能.故AD正确.
故选AD
E2 |
R |
(BLv)2 |
R |
L |
v |
B2L3v |
R |
线框穿出磁场过程:磁通量减小,根据楞次定律得知,线框感应电流方向沿顺时针方向;根据楞次定律的第二种表述:感应电流总要阻碍导体与磁体间相对运动,则知线框所受的安培力方向向左;
线框进入和穿出磁场的两个过程中,水平恒力做功都是FL,进入过程线框做匀速运动,产生的电能等于FL.由于线框完全进入磁场后做匀加速运动,到出磁场时,线框的速度增大,产生的感应电流增大,所受的安培力增大,线框将做减速运动,减小的动能也转化为电能,所以出磁场过程产生的电能一定大于进磁场过程产生的电能.故AD正确.
故选AD
点评:本题中运用楞次定律判断感应电流方向和安培力方向,也可以根据左手定则判断安培力方向.
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