题目内容
【题目】等腰直角三角形闭合线框,直角边长为L,在拉力F的作用下从图示位置以速度v水平向右匀速穿过两个条形区域的匀强磁场,磁场区域宽度均为L,两部分磁场磁感应强度大小相等方向相反,如图所示,线框穿越磁场过程中,以下描述感应电流(逆时针方向为正)、安培力(向左为正)、拉力(向右为正)、电功率随时间或位移变化的图像中,正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】AD
【解析】
A线框刚进入磁场时磁通量向里增加,感应磁场向外,因此感应电流方向为逆时针,电流i应为正;随着线框的运动,导线切割磁感线长度增加,感应电流增加,由于底边的长度为L,故电流正方向增加的时间为,线框进入右边磁场之后,由楞次定律可知,磁通量向里减小,根据楞次定律可知感应电流为顺时针,且逐渐增加,且两边均切割磁感应线,感应电流方向一致,所以最大电流为完全进入磁场时的2倍;当线框出磁场的过程中,磁通量向内减小,根据楞次定律可知感应电流为逆时针,且电流强度逐渐增大,故A正确。
B线圈向右运动过程中,所受的安培力总是向左的,即总是正值,不可能是负值,选项B错误;
C设开始时经过时间t,则线圈进入磁场内的距离为vt,切割磁感线的有效长度也为vt,则电动势E=Bv2t,因安培力等于外力,则
可知外力与时间不是线性关系,则选项C错误;
D由A的分析可知,电流与时间成线性关系,则不妨设I=kt,则电功率P=I2R=k2Rt2,则电功率与时间的平方成正比;且由于线圈进入右边磁场后最大电流为为完全进入磁场时的2倍,则最大安培力等于4倍,则选项D正确;
故选AD.
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