题目内容

如图所示,宽为40cm的有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为1T.同种金属材料制成的粗细均匀的边长为20cm的正方形导线框abcd位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s通过磁场区域,在运动过程中,线框有一边始终与磁场区域的边界平行.取它刚进入磁场的时刻t=0,在下列图线中,能正确反映b、c两点间的电势差随时间变化规律的是(  )
分析:本题分三段研究:线圈进入磁场、完全在磁场中、穿出磁场,分清bc间的电势差是外电压还是内电压.先由楞次定律判断bc两点电势的高低,再由E=BLv求出感应电动势的大小,由欧姆定律求解b、c两点间的电势差.
解答:解:cb与da切割磁感线时产生的感应电动势为E=BLv=1×0.2×0.2V=4×10-2V
线圈进入磁场过程:时间在0-1s内,由楞次定律判断知,线圈中感应电流方向沿逆时针方向,c的电势高于b的电势,则Ubc<0.b、c两点间的电势差是外电压,其大小为Ubc=-
3
4
E
=-3×10-2V;
线圈完全在磁场中运动时:时间在1-2s内,线圈的磁通量不变,没有感应电流,由右手定则判断可知,c的电势高于b的电势,则Ubc<0.b、c两点间的电势差等于感应电动势,则Ubc=-4×10-2V;
线圈穿出磁场过程:时间在2-3s内,由楞次定律判断知,线圈中感应电流方向沿顺时针方向,c的电势高于b的电势,则Ubc<0.b、c两点间的电势差是外电压的
1
3
,其大小为Ubc=-
1
4
E
=-1×10-2V;故B正确.
故选B
点评:电磁感应与图象结合的题目,应注意一些关键位置,找出转折点,可以采用排除法进行分析判断.
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