题目内容

两个有界匀强磁场的方向均垂直于纸面,宽度分别为L和2L,磁感应强度大小B1=B2,但方向相反;有一边长为L的正方形导线框,在外力F作用下匀速通过整个磁场,如图所示.设感应电流逆时针方向为正向,F为拉动线圈的外力,从线圈刚进入B1的磁场开始计位移,线圈中感应电流i与外力F随位移x的变化情况如选项中所示,其中正确的是(  )
分析:线圈匀速进入和穿出磁场时,线圈有一边切割磁感线,产生恒定的感应电流,根据楞次定律判断感应电流的方向.当线圈通过两种磁场交界处时,左右两边都产生磁感线.根据法拉第定律、欧姆定律求得各段电流大小,由FA=BIL求出安培力,即可得到外力F.
解答:解:设B1=B2=B.
x在0-L过程,线圈开始进入磁场B1,根据楞次定律判断知,感应电流沿顺时针,为负值.感应电流大小为I=
BLv
R
,F=BIL=
B2L2v
R
,方向向右;
在L-2L过程,线圈开始进入B2,根据楞次定律判断知,感应电流沿逆时针,为正值.感应电流大小为I=
2BLv
R
,F=2BIL=4
B2L2v
R
,方向向右;
在2L-3L过程,线圈完全进入B2,磁通量不变,没有感应电流产生,F=0;
在3L-4L过程,线圈离开磁场B2,根据楞次定律判断知,感应电流沿顺时针,为负值.感应电流大小为I=
BLv
R
,F=BIL=
B2L2v
R
,方向向右;故AD正确,BC错误.
故选AD
点评:解决本题的关键掌握切割产生的感应电动势大小,掌握楞次定律判断感应电流的方向以及左手定则判断安培力的方向,会求安培力.
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