题目内容

如图所示,L1、L2、L3、L4是相互平行的磁场边界,在L1和L2、L3和L4之间分别有磁感强度均为B但方向相反的匀强磁场,A是一边长为a的正方形线框,电阻为R,今维持线框以恒定的速度v沿x轴运动,并穿过如图所示的两匀强磁场区域.若以x轴正方向作为力的正方向,线框在图示位置的时刻为时间的零点,则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线为下图中的哪一个?(  )
分析:根据楞次定律:安培力阻碍导体与磁场间的相对运动,判断安培力方向.根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和安培力公式,推导出安培力与速度的表达式,再根据平衡条件得到外力与速度的表达式.从而可以选择图象.
解答:解:在整个过程
4a
v
时间内,线框只有一边切割磁感线,线框的磁通量一直变化,产生感应电流,根据楞次定律,安培力阻碍导体与磁场间的相对运动,可知安培力方向一直向左,沿负方向.
根据E=BLv、I=
E
R
,F=BIL,则得安培力 F=
B2L2v
R
,式中各量不变,所以F大小不变.故知B图象正确.
故选:B
点评:本题可分段分析,关键抓住在整个过程内,线框只有一边切割磁感线,线框匀速运动,安培力恒定.
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