题目内容

如图所示,一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,先保持线框面积不变,将磁感应强度在时间t内均匀地增大到原来的两倍,接着保持增大后的磁感应强度不变,在相同的时间t内,再将线框沿垂直于磁场的方向水平向右匀速拉出,先后两个过程中,线框中产生的焦耳热的比值为( )

A.1:4
B.1:2
C.1:1
D.2:1
【答案】分析:由题,线框平面与磁场方向垂直,先保持线框面积不变,将磁感应强度在时间t内均匀地增大到原来的两倍,根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势与磁感应强度、面积和时间的关系.保持增大后的磁感应强度不变,将线框沿垂直于磁场的方向水平向右匀速拉出,再由法拉第电磁感应定律求出感应电动势与磁感应强度、面积和时间的关系.两个过程中都产生恒定电流,根据焦耳定律研究线框中产生的焦耳热的比值.
解答:解:设线框的面积为S,电阻为R,原来磁感应强度为B.当保持线框面积不变,将磁感应强度在时间t内均匀地增大到原来的两倍,根据法拉第电磁感应定律得到:线框中产生的感应电动势E1==,线框中产生的焦耳热Q1==
当保持增大后的磁感应强度不变,在相同的时间t内,将线框沿垂直于磁场的方向水平向右匀速拉出时,线框中产生的感应电动势为
   E2=2Blabv=2B=,线框中产生的焦耳热Q2==4
所以先后两个过程中,线框中产生的焦耳热的比值Q1:Q2=1:4
故选A
点评:本题中磁场的磁感应强度均匀变化和线框匀速拉出磁场过程,线框中都产生恒定电流,电流不变时,根据焦耳定律研究焦耳热是常用的方法.
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