题目内容
如图(甲)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。则图(乙)中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t变化正确的是 ( )
D
试题分析:当线框运动L时开始进入磁场,磁通量开始增加,当全部进入时达最大;此后向外的磁通量增加,总磁通减小;当运动到2.5L时,磁通量最小,故A错误;当线圈进入第一个磁场时,由可知,E保持不变,而开始进入第二个磁场时,线框左右两边同时切割磁感线,根据右手定则知,线框左右两边产生的感应电动势方向相同,相当于两个电源相串联,因此电动势是原来的两倍,应为2BLV,故B错误;因安培力总是与运动方向相反,故拉力应一直向右,故C错误;由于线框匀速运动,根据能量转化守恒定律知,电功率等于拉力的功率,因速度不变,而线框在第一个磁场时,电流为定值,拉力也为定值;两边分别在两个磁场中时,由前面的分析可知,电流加倍,故安培力加培,线框左右两边所受安培力方向相同,拉力为原来的4倍,功率为原来的4倍;此后从第二个磁场中离开时,安培力应等于线框在第一个磁场中的安培力,故D正确.所以选D.
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