题目内容

矩形导体框abcd固定放置在匀强磁场中,磁感线的方向与导体框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,要使导体ab边受到磁场对其作用力F随时间t变化,如图乙所示,规定力F向右为正方向,那么磁场中的磁感应强度B随时间t变化的图象可能是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】分析:穿过线圈的磁通量发生变化,导致线圈中产生感应电动势,从而形成感应电流.由题意可知,磁感应强度是随着时间均匀变化的,所以感应电流是恒定的,则线框ad边所受的安培力与磁感应强度有一定的关系.
解答:解:A、规定力F向右为正方向,规定磁场的正方向垂直纸面向里,
0-t1时刻内,磁场的方向向外,B大小随时间均匀增大,根据楞次定律得出产生的感应电流方向是a到b,
根据法拉第电磁感应定律得:线框中产生的感应电动势不变,感应电流大小不变,
根据左手定则判断出导体ab边受到磁场对其作用力F方向向左,所以F为负值,
根据安培力公式F=BIL得安培力F随时间均匀增大.
t1-t2时刻内,磁场的方向向里,B大小随时间均匀减小,根据楞次定律得出产生的感应电流方向是a到b,
根据法拉第电磁感应定律得:线框中产生的感应电动势不变,感应电流大小不变,
根据左手定则判断出导体ab边受到磁场对其作用力F方向向右,所以F为正值,
根据安培力公式F=BIL得安培力F随时间均匀减小.故A正确.
B、0-t1时刻内,磁场的方向向里,B大小随时间均匀减小,根据楞次定律得出产生的感应电流方向是a到b,
根据法拉第电磁感应定律得:线框中产生的感应电动势不变,感应电流大小不变,
根据左手定则判断出导体ab边受到磁场对其作用力F方向向右,所以F为正值,
根据安培力公式F=BIL得安培力F随时间均匀减小.故B错误.
C、0-t1时刻内,磁场的方向向外,B大小随时间均匀增大,根据楞次定律得出产生的感应电流方向是a到b,
根据法拉第电磁感应定律得:线框中产生的感应电动势不变,感应电流大小不变,
根据左手定则判断出导体ab边受到磁场对其作用力F方向向左,所以F为负值,
根据安培力公式F=BIL得安培力F随时间均匀增大.
  t1-t2时刻内,磁场的方向向外,B大小随时间均匀减小,根据楞次定律得出产生的感应电流方向是b到a,
根据法拉第电磁感应定律得:线框中产生的感应电动势不变,感应电流大小不变,
根据左手定则判断出导体ab边受到磁场对其作用力F方向向右,所以F为正值,
根据安培力公式F=BIL得安培力F随时间均匀减小.故C正确.
D、0-t1时刻内,磁场的方向向外,B大小随时间均匀减小,根据楞次定律得出产生的感应电流方向是b到a,
根据法拉第电磁感应定律得:线框中产生的感应电动势不变,感应电流大小不变,
根据左手定则判断出导体ab边受到磁场对其作用力F方向向右,所以F为正值,
根据安培力公式F=BIL得安培力F随时间均匀减小.故D错误.
故选AC.
点评:安培力的方向由左手定则来确定,而感应电流方向则由楞次定律来确定.当导线与磁场垂直放置时,若电流、导线长度不变时,安培力与磁感应强度成正比.
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