题目内容

如图所示,虚线右侧存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,正方形金属框电阻为R,边长是L,自框从左边界进入磁场时开始计时,在外动力作用下由静止开始,以垂直于磁场边界的恒定加速度a进人磁场区域,t1时刻框全部进入磁场.规定顺时针方向为感应电流t的正方向.外动力大小为F,框中电功率的瞬时值为P,通过导体横截面的电荷量为q,其中P-t图象为抛物线.则这些量随时间变化的关系是(  )
分析:由线框进入磁场中切割磁感线,根据运动学公式可知速度与时间关系;再由法拉第电磁感应定律,可得出产生感应电动势与速度关系;由闭合电路欧姆定律来确定感应电流的大小,并由安培力公式可确定其大小与时间的关系;由牛顿第二定律来确定合力与时间的关系;最后电量、功率的表达式来分别得出各自与时间的关系.
解答:解:A、线框切割磁感线,则有运动速度v=at,产生感应电动势E=BLv,所以产生感应电流 i=
BLv
R
=
BLat
R
,故A错误;
  B、对线框受力分析,由牛顿第二定律,则有 F=BLi=
B2L2at
R
   解得:F=ma+
B2L2at
R
,所以B错误;
C、由功率表达式,P=i2R=
(BLat)2
R
,所以C正确;
D、由电量表达式,则有  q=
BL?
1
2
at2
R
,所以D错误;
故选:C
点评:解决本题的关键掌握运动学公式,并由各自表达式来进行推导,从而得出结论是否正确,以及掌握切割产生的感应电动势E=BLv.知道L为有效长度.
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