Question

一正方形闭合导线框abcd，边长为L=0.1m，线框总电阻为0.1Ω，bc边位于x轴上且b点与坐标原点O重合．在x轴原点O的右侧有宽度为0.2m、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度为1.0T，如图所示．当线框以4.0m/s的速度沿x轴正方向匀速运动穿过磁场区域时，选项中的图表示的是线框从进入磁场到穿出磁场的过程中，线框电流I（规定顺时针方向为电流的正方向）、线框所受安培力F（规定水平向左为力的正方向）随ab边位置变化的情况，其中正确的是（　　）

• A、
• B、
• C、
• D、

Answer 1

分析：先根据楞次定律判断感应电流的方向，由左手定则判断；由欧姆定律和E=BLv结合求解感应电流的大小；由公式F=BIL求解安培力的大小，由左手定则判断安培力的方向．
分三段：0-L，L-2L，2L-3L，进行分析．

解答：解：x在0-L段：线框进入磁场，磁通量增加，根据楞次定律判断知感应电流沿逆时针方向，为负值；感应电流的大小为：I=

BLv

R

=

1×0.1×4

0.1

A=4A；
安培力大小为：F=BIL=1×4×0.1N=0.4N，由左手定则可知：安培力方向水平向左，为正值；
x在L-2L段：线框完全进入磁场，磁通量不变，没有感应电流产生，不受安培力；
x在2L-3L段：线框穿出磁场，磁通量减小，根据楞次定律判断知感应电流沿顺时针方向，为正值；感应电流的大小为：I=

BLv

R

=

1×0.1×4

0.1

A=4A；
安培力大小为：F=BIL=1×4×0.1N=0.4N，由左手定则可知：安培力方向水平向左，为正值；故BD正确．
故选：BD．

点评：对于图象要能根据物理规律得到解析式或求解出相关的数值，再进行分析．本题关键掌握楞次定律、法拉第电磁感应定律和欧姆定律，分过程进行研究即可．