题目内容

如图所示,在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,右侧是无磁场空间.将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀强磁场.已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.则拉出过程中下列说法中正确的是(  )
分析:根据E=BLv、I=
E
R
、F=BIL,R=ρ
L
S
得到安培力的表达式,即可根据平衡条件得到拉力的大小关系;根据感应电荷量q=
△Φ
R
分析电荷量的关系;
由功的公式得到拉力做功的表达式,再求解做功之比;根据功能关系分析电热之比.
解答:解:A、设矩形线圈左右边长为L1,上下边长为L2.电阻率为ρ,截面积为S.
则感应电流为 I=
E
R
=
BL1v
ρ
2(L1+L2)
S

 拉力F=BIL1=
B2
L
2
1
v
R
=
B2
L
2
1
vS
2ρ(L1+L2)
,则知F∝S,所以所用拉力大小之比为1:2.故A错误.
B、根据感应电荷量q=
△Φ
R
=
BL1L2S
2ρ(L1+L2)
∝S,所以通过导线某一横截面的电荷量之比是1:2.故B错误.
C、拉力做功W=FL1=
B2
L
3
1
vS
2ρ(L1+L2)
∝S,拉力做功之比是1:2.故C错误.
D、根据功能关系可知,线框中产生的电热等于拉力做功,故电热之比为1:2.故D正确.
故选D
点评:本题是电磁感应与电路、力学知识的综合,考查了导体切割产生的感应电动势公式,闭合电路欧姆定律、电阻定律、感应电荷量等多个知识,推导出所求量的表达式是关键.
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