题目内容

【题目】如图所示,在光滑水平面上方,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场,如图所示,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大.一个边长为a, 质量为m,电阻为R的正方形金属线框垂直磁场方向,以速度v从图示位置向右 运动,当线框中心线AB运动到与PQ重合时,线框的速度为,则()

A. 此时线框中的电功率为

B. 此时线框的加速度为

C. 此过程通过线框截面的电量为

D. 此过程回路产生的电能为0.375mv2

【答案】D

【解析】

当线框中心线AB运动到与PQ重合时,左右两边都切割磁感线产生感应电动势,两个电动势方向相同串联.根据感应电动势公式和欧姆定律求出感应电流,再求线框中的电功率.求出左右两边所受安培力大小,由牛顿第二定律求出加速度.由推论求出电量.根据功能关系求解回路产生的电能.

回路中产生感应电动势为E=2Ba=Bav,感应电流为,此时线框中的电功率P=I2R=.故A错误。左右两边所受安培力大小为F=BIa=,则加速度为.故B错误。此过程通过线框截面的电量为.故C错误。根据能量守恒定律得到,此过程回路产生的电能为.故D正确。故选D。

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