题目内容

边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动,穿过方向如图的有界匀强磁场区域.磁场区域的宽度为d(d>L).已知ab边进入磁场时,线框的加速度恰好为零.则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较,有(  )
分析:根据楞次定律判断感应电流的方向和安培力的方向.线框进入磁场过程加速度为零,做匀速运动,完全在磁场中运动时做匀加速运动,穿出磁场速度大于进入磁场的速度,安培力增大,线框将做减速运动,出磁场时大于或等于进入磁场时的速度,所用时间将缩短.根据感应电量公式q=
△Φ
R
,分析电量关系.
解答:解:A、线框进入磁场和穿出磁场的过程,磁场方向相同,而磁通量变化情况相反,进入磁场时磁通量增加,穿出磁场时磁通量减小,则由楞次定律可知,产生的感应电流方向相反.故A正确.
B、根据楞次定律:感应电流阻碍导体与磁场间相对运动,可知,安培力方向均水平向左,方向相同.故B正确.
C、线框进入磁场时做匀速运动,完全在磁场中运动时磁通量不变,没有感应电流产生,线框不受安培力而做匀加速运动,穿出磁场时,线框所受的安培力增大,大于恒力F,线框将做减速运动,刚出磁场时,线框的速度大于或等于进入磁场时的速度,则穿出磁场过程的平均速度较大,则进入磁场过程的时间大于穿出磁场过程的时间.故C错误.
D、根据感应电量公式q=
△Φ
R
,线框进入和穿出磁场的两个过程中,线框的磁通量变化量相等,则通过导体内某一截面的电量相等.故D正确.
故选:ABD
点评:本题考查分析线框的受力情况和运动情况的能力,关键是分析安培力,来判断线框的运动情况.
练习册系列答案
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(2011?天门二模)图1是示波管的原理图,它由电子枪、荧光屏和两对相互垂直的偏转电极XX′、YY′组成.偏转电极的极板都是边长为l的正方形金属板,每对电极的两个极板间距都为d.电极YY′的右端与荧光屏之间的距离为L.这些部件处在同一个真空管中.电子枪中的金属丝加热后可以逸出电子,电子经加速电极间电场加速后进入偏转电极间,两对偏转电极分别使电子在两个相互垂直的方向发生偏转.荧光屏上有xoy直角坐标系,x轴与电极XX′的金属板垂直(其正方向由X′指向X),y轴与电极YY′的金属板垂直(其正方向由Y′指向Y).已知电子的电量为e,质量为m.可忽略电子刚离开金属丝时的速度,并不计电子之间相互作用力及电子所受重力的影响.
(1)若加速电极的电压为U0,两个偏转电极都不加电压时,电子束将沿直线运动,且电子运动的轨迹平行每块金属板,并最终打在xoy坐标系的坐标原点.求电子到达坐标原点前瞬间速度的大小;
(2)若再在偏转电极YY′之间加恒定电压U1,而偏转电极XX′之间不加电压,求电子打在荧光屏上的位置与坐标原点之间的距离;
(3)(i)若偏转电极XX′之间的电压变化规律如图2所示,YY′之间的电压变化规律如图3所示.由于电子的速度较大,它们都能从偏转极板右端穿出极板,且此过程中可认为偏转极板间的电压不变.请在图4中定性画出在荧光屏上看到的图形;
(ii)要增大屏幕上图形在y方向的峰值,若只改变加速电极的电压U0、YY′之间电压的峰值Uy、电极XX?之间电压的峰值Ux三个量中的一个,请说出如何改变这个物理量才能达到目的.

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