Question

【題目】如圖所示，為三個有界勻強磁場，磁感應強度大小均為 B， 方向分別垂直紙面向外、向里和向外，磁場寬度均為 L，在 磁場區域的左側邊界處，有一邊長為 L的正方形導體線框， 總電阻為 R，且線框平面與磁場方向垂直，現用外力 F使線 框以速度 v勻速穿過磁場區域，以初始位置為計時起點，規定電流沿逆時針方向時的電動勢 E為正，磁感線垂直紙面向里時的磁通量Φ為正值， 外力 F向右為正．則以下反映線框中的磁通量Φ、感應電動勢 E、電功率 P和外力 F 隨時間變化規律圖象正確的是：( )

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】ABC

【解析】

A、當線框進入磁場時，位移在內，磁通量開始均勻增加，當全部進入左側磁場時達最大，且為負值；位移在內，向里的磁通量增加，總磁通量均勻減小，當位移為時，磁通量最小，為零，位移在到時，磁通量向里，為正值，且均勻增大；位移在時，磁通量均勻減小至零；在內，磁通量均勻增大，且方向向外，為負值；在內，磁通量均勻減小至零，且為負值，故選項A正確；

B、當線圈進入第一個磁場時，由可知，保持不變，由右手定則知，感應電動勢沿順時針方向，為負值；線框開始進入第二個磁場時，左右兩邊同時切割磁感線，感應電動勢應為，感應電動勢沿逆時針方向，為正值；線框開始進入第三個磁場時，左右兩邊同時切割磁感線，感應電動勢應為，感應電動勢沿順時針方向，為負值；完全在第三個磁場中運動時，左邊切割磁感線，感應電動勢為，感應電動勢沿逆時針方向，為正值，故選項B正確；

C、由于線框勻速運動，安培力與拉力大小相等，方向相反，電功率等于拉力的功率，因速度不變，而在線框在第一個磁場時，電流為定值，拉力也為定值，所以電功率為定值；兩邊分別在兩個磁場中時，由選項B的分析可知，電流為在線框在第一個磁場時的2倍，故安培力為在線框在第一個磁場時的4倍，所以功率為在線框在第一個磁場時的4倍；完全在第三個磁場中運動時，安培力應等于線框在第一個磁場中的安培力，功率等于線框在第一個磁場中的功率，故選項C正確，D錯誤；