题目内容

12.如图所示,光滑水平矩形桌面某区域存在有界的匀强磁场(图中未画出),磁场方向垂直于桌面向上,磁场的四个边界分别与桌面的四条边平行.一正方形线圈从图中的甲位置以某一初速度向右运动进入匀强磁场,经过一段时间线圈离开磁场到达乙位置,此过程中线圈的速度v(线圈四条边始终与桌面四条边平行,取水平向右为初速度的正方向)和感应电流i(俯视顺时针为正方向)随时间t变化图象可能正确的是(  )
A.B.C.D.

分析 分析线框进入磁场和离开磁场时的加速度变化情况,由此确定速度图象;根据楞次定律和闭合电路的欧姆定律分析电流随时间的变化情况.

解答 解:设线圈的边长为L,质量为m,磁感应强度为B;当线圈进入磁场时,根据牛顿第二定律可得BIL=ma,即$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}=ma$,线圈速度减小、安培力减小、加速度减小,速度图象斜率减小,且电流方向俯视为顺时针;离开磁场时电流方向为逆时针.
A、如果磁场宽度等于线圈边长,线圈离开磁场时速度不为零,以后匀速运动,A正确;
B、如果磁场宽度大于线圈边长,线圈进入磁场过程中匀速运动,线圈离开磁场时速度不为零,以后匀速运动,B正确;
C、线圈进入磁场和离开磁场的过程中,根据楞次定律可知电流方向相反,C错误;
D、如果磁场宽度等于线框的边长,线框前面的一条边刚好离开磁场和后面的一条边刚好进入磁场时产生的感应电流大小相等、方向相反,D正确.
故选:ABD.

点评 对于图象问题,关键是能够根据已知的公式、定律等推导出横坐标和纵坐标的关系式,分析斜率的变化,然后作出正确的判断.

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