题目内容
一正方形闭合导线框abcd边长l=0.1m,各边电阻均为lΩ,bc边位于x轴上,在x轴原点O 右方有宽L=0.1m的磁感应强度为l T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,如图所示.在线框以恒定速度4m/s沿x轴正方向穿越磁场区域的过程中,下列各图中,能正确表示线框从进入到穿出磁场过程中,ab边两端电势差Uab和回路中电流I(设顺时针方向为正方向)随导线框ab边位置变化情况的是( )
分析:先根据楞次定律判断线框中感应电流方向,确定a、b两点电势的高低.分两段研究:ab进入磁场切割磁感线过程和dc切割磁感线过程,由E=BLv和欧姆定律求解Uab.
解答:解:分两段研究:ab进入磁场切割磁感线过程和dc切割磁感线过程.
A、B、ab进入磁场切割磁感线过程中,x在0-L范围:由楞次定律判断得知,线框感应电流方向为逆时针,ab相当于电源,a的电势高于b的电势,Uab>0.感应电动势为 E=BLv=1×0.1×4V=0.4V,电路中的电流:I=
=
A=0.1A,Uab是外电压,则有 Uab=I?3r=0.3V;
dc切割磁感线过程,x在L-2L范围:由楞次定律判断得知,线框感应电流方向为顺时针,dc相当于电源,a的电势高于b的电势,Uab>0.感应电动势为 E=BLv=1×0.1×4V=0.4V,Uab是外电压,Uba=Ir=0.1V,则A正确,B错误;
C、D、ab进入磁场切割磁感线过程中,x在0-L范围:由楞次定律判断得知,线框感应电流方向为逆时针,dc切割磁感线过程,x在L-2L范围:由楞次定律判断得知,线框感应电流方向为顺时针.大小都是0.1A.故C正确,D错误.
故选:AC
A、B、ab进入磁场切割磁感线过程中,x在0-L范围:由楞次定律判断得知,线框感应电流方向为逆时针,ab相当于电源,a的电势高于b的电势,Uab>0.感应电动势为 E=BLv=1×0.1×4V=0.4V,电路中的电流:I=
E |
4r |
0.4 |
4 |
dc切割磁感线过程,x在L-2L范围:由楞次定律判断得知,线框感应电流方向为顺时针,dc相当于电源,a的电势高于b的电势,Uab>0.感应电动势为 E=BLv=1×0.1×4V=0.4V,Uab是外电压,Uba=Ir=0.1V,则A正确,B错误;
C、D、ab进入磁场切割磁感线过程中,x在0-L范围:由楞次定律判断得知,线框感应电流方向为逆时针,dc切割磁感线过程,x在L-2L范围:由楞次定律判断得知,线框感应电流方向为顺时针.大小都是0.1A.故C正确,D错误.
故选:AC
点评:本题是楞次定律、法拉第电磁感应定律和欧姆定律的综合,比较简单,容易出错的地方是ab的电压是内电压还是外电压的问题.
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