题目内容
矩形线框abcd放在匀强磁场中,在外力控制下静止不动,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图甲所示,t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.在0~4s时间内,线框cd边受安培力随时间变化的图象可能是图乙中的(规定力向左为正)( )
A、 | B、 | C、 | D、 |
分析:穿过线圈的磁通量发生变化,导致线圈中产生感应电动势,从而形成感应电流.由题意可知,磁感应强度是随着时间均匀变化的,所以感应电流是恒定的,则线框cd边所受的安培力与磁感应强度有一定的关系.
解答:解:t=0时刻,磁感应强度的方向垂直线框平面向里,在0到1S内,穿过线框的磁通量变小,由楞次定律可得,感应电流方向是顺时针,再由左手定则可得线框的cd边的安培力水平向左.与规定的正方向相同;根据法拉第电磁感应定律可知,感应电流大小恒定,由安培力公式可知安培力大小与磁感强度成正比,
当在1S到2S内,磁感应强度的方向垂直线框平面向外,穿过线框的磁通量变大,由楞次定律可得,感应电流方向是顺时针,再由左手定则可得线框的cd边的安培力水平向右.在下一个周期内,重复出现安培力先向左后向右.故D正确,ABC错误;
故选:D.
当在1S到2S内,磁感应强度的方向垂直线框平面向外,穿过线框的磁通量变大,由楞次定律可得,感应电流方向是顺时针,再由左手定则可得线框的cd边的安培力水平向右.在下一个周期内,重复出现安培力先向左后向右.故D正确,ABC错误;
故选:D.
点评:安培力的方向由左手定则来确定,而感应电流方向则由楞次定律来确定.当导线与磁场垂直放置时,若电流、导线长度不变时,安培力与磁感应强度成正比.同时还考查法拉第电磁感应定律,安培力大小公式的应用.
练习册系列答案
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一个n匝、面积为S的矩形线框abcd放在磁感应强度为B的水平向右的匀强磁场中,线框平面与水平面的夹角为θ,则穿过的磁通量为( )
A、nBScosθ | B、nBSSinθ | C、BSsinθ | D、BScosθ |