题目内容

【题目】如图所示,为三个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向外、向里和向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧边界处,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的磁通量Φ为正值,外力F向右为正。则以下反映线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化规律图象错误的是

A. B.

C. D.

【答案】C

【解析】

A、当线框进入磁场时,位移在内,磁通量开始均匀增加,当全部进入左侧磁场时达最大,且为负值;位移在内,向里的磁通量增加,总磁通量均匀减小;当位移为时,磁通量最小,为零,位移在时,磁通量向里,为正值,且均匀增大.位移在时,磁通量均匀减小至零.在内,磁通量均匀增大,且方向向外,为负值.在内,磁通量均匀减小至零,且为负值,故A正确;

B、当线圈进入第一个磁场时,由可知,E保持不变,由右手定则知,感应电动势沿逆时针方向,为正值;线框开始进入第二个和第三个磁场时,左右两边同时切割磁感线,感应电动势应为,感应电动势沿逆时针方向,为正值;完全在第三个磁场中运动时,左边切割磁感线,感应电动势为,感应电动势沿逆时针方向,为正值,故B正确;

C、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;

D、拉力的功率,因速度不变,而在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B的分析可知,电流加倍,故安培力加培,功率加倍;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;

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