题目内容
如图所示,在光滑的水平桌面上(xoy平面内)有一长为L的金属矩形线框abcd.有一垂直于xOy平面的磁场,磁场的左边界为x=x0、右边界为x=L,磁场的磁感应强度的大小只随x值而变化.初始时线框的bc边与y轴重合,现从静止开始用恒定的拉力拉着线框沿x轴正方向运动,如果线框bc边通过磁场区域的这段时间内,线框始终做匀加速直线运动,则图乙中在x0≤x≤L(其中x0=
)范围内磁感应强度大小B随x值变化关系正确的是( )
L |
4 |
分析:线框始终做匀加速直线运动,合力是恒力.线框受到拉力和安培力作用,拉力恒定,则安培力也要恒定.根据速度与安培力的关系,分析B与x的关系,选择图象.
解答:解:设线框bc边所安培力大小F安.
由F安=BIl,I=
,E=Blv,得到F安=
由v2=2a(x-x0) 得到v=
代入,得F安=
根据牛顿第二定律,得F-F安=ma,
代入得F-
=ma
解得B=
由题意F、m、a、R、l均一定
可见,当x增大时,B减小.故D正确.
故选D
由F安=BIl,I=
E |
R |
B2l2v |
R |
由v2=2a(x-x0) 得到v=
2ax |
代入,得F安=
B2l2 |
R |
2ax |
根据牛顿第二定律,得F-F安=ma,
代入得F-
B2l2 |
R |
2ax |
解得B=
|
由题意F、m、a、R、l均一定
可见,当x增大时,B减小.故D正确.
故选D
点评:本题属于电磁感应中动态变化分析问题,关键是分析安培力与速度的关系,再确定B与x的关系.
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