题目内容
15.如图所示,一边长为a、电阻为R的等边三角形线框在外力作用下以速度v0匀速穿过宽度均为a的两个匀强磁场区域,线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直,两磁场磁感应强度的大小均为B,方向相反.以逆时针方向为电流正方向,从图示位置开始线框中感应电流I与沿运动方向的位移s的关系图象可能为( )A. | B. | C. | D. |
分析 本题线框的运动可分段判断,运用排除法进行分析.根据楞次定律可判断电路中感应电流的方向;由导体切割磁感线时的感应电动势公式可求得感应电动势的大小,由欧姆定律分析感应电流大小的变化.
解答 解:线框从开始进入到全部进入第一个磁场时,磁通量向里增大,则由楞次定律可知,电流方向为逆时针,故B一定错误;
因切割的有效长度均匀增大,故由E=BLv0可知,
x在0-$\frac{a}{2}$内,切割的有效长度均匀增大,感应电动势均匀增加,感应电流也均匀增加;
在$\frac{a}{2}$-a内,切割的有效长度均匀减小,感应电动势也均匀减小,感应电流均匀减小.x=a时,I=0;
在a-$\frac{3a}{2}$内,垂直向外的磁通量增多,向内的减少,由楞次定律可知,电流方向为顺时针.由于分处两磁场的线圈两部分产生的电流相同,且有效长度是均匀变大的,所以x=$\frac{3a}{2}$处的感应电动势是x=$\frac{a}{2}$处的两倍,故AC错误,D正确.
故选:D.
点评 本题为选择题,而过程比较复杂,可以先分过程,再采用排除法解决,这样可以节约一定的时间;而进入第二段磁场后,分处两磁场的线圈两部分产生的电流相同,且有效长度是均匀变大的,当线框刚好在两磁场中间时时,线圈中电流达最大2I.
练习册系列答案
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17.放射性元素发生β衰变放出一个电子,这个电子( )
A. | 原来是原子的外层电子 | |
B. | 原来是原子的内层电子 | |
C. | 是在原子核内的质子转化为中子时产生的 | |
D. | 是在原子核内的中子转化为质子时产生的 |
10.如图所示,用外力先后以速度v1和v2匀强向右把一正方形线圈拉出有界的匀强磁场区域,v2=3v1,在先后两次拉出的过程中( )
A. | 线圈中的感应电流之比I1:I2=3:1 | |
B. | 作用在线圈上的外力大小之比F1:F2=1:3 | |
C. | 线圈中产生的焦耳热之比Q1:Q2=1:9 | |
D. | 通过线圈某截面的电荷量之比q1:q2=1:3 |
7.如图甲所示,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接.导轨上放一质量为m的金属杆,金属杆、导轨的电阻均忽略不计,匀强磁场垂直导轨平面向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v也会变化,v和F的关系如图乙所示.下列说法正确的是( )
A. | 金属杆在匀速运动之前做匀加速直线运动 | |
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