题目内容
【题目】如图所示,在光滑水平面上,有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd.t=0时刻,线框在水平外力的作用下,从静止开始向右做匀加速直线运动,bc边刚进入磁场的时刻为t1,ad边刚进入磁场的时刻为t2,设线框中产生的感应电流的大小为i,ad边两端电压大小为U,水平拉力大小为F,则下列i、U、F随运动时间t变化关系图像正确的是
A. B.
C.
D.
【答案】C
【解析】试题根据物理规律得到物理量的表达式,再选择图象是研究图象问题常用的思路,采用数学上数形结合的思维方法.
金属杆的速度与时间的关系式为,a是加速度.由
和
得,感应电流与时间的关系式为
,B、L、a均不变,当
时间内,感应电流为零,
时间内,电流I与t成正比,
时间后无感应电流,故AB错误;由
和
得,感应电流与时间的关系式为
,当
时间内,感应电流为零,ad的电压为零,
时间内,电流I与t成正比,
,电压随时间均匀增加,
时间后无感应电流,但有感应电动势,
电压随时间均匀增加,故C正确;根据推论得知:金属杆所受的安培力为
,由牛顿第二定律得
,得
,当
时间内,感应电流为零,
,为定值,
时间内,F与t成正比,F与t是线性关系,但不过原点,
时间后无感应电流,
,为定值,故D错误.
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