Question

如圖（甲）所示，為兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場寬度均為L，距磁場區(qū)域的左側(cè)L處，有一邊長為L的正方形導(dǎo)體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場方向垂直，現(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，以初始位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定電流沿逆時(shí)針方向時(shí)的電動(dòng)勢(shì)E為正，磁感線垂直紙面向里時(shí)磁通量Φ的方向?yàn)檎�，外力F向右為正。則圖（乙）中關(guān)于線框中的磁通量Φ、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、外力F和電功率P隨時(shí)間t變化正確的是 （    ）
　　　　　

Answer 1

D

解析試題分析：當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)L時(shí)開始進(jìn)入磁場，磁通量開始增加，當(dāng)全部進(jìn)入時(shí)達(dá)最大；此后向外的磁通量增加，總磁通減小；當(dāng)運(yùn)動(dòng)到2.5L時(shí)，磁通量最小，故A錯(cuò)誤；當(dāng)線圈進(jìn)入第一個(gè)磁場時(shí)，由可知，E保持不變，而開始進(jìn)入第二個(gè)磁場時(shí)，線框左右兩邊同時(shí)切割磁感線，根據(jù)右手定則知，線框左右兩邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同，相當(dāng)于兩個(gè)電源相串聯(lián)，因此電動(dòng)勢(shì)是原來的兩倍，應(yīng)為2BLV，故B錯(cuò)誤；因安培力總是與運(yùn)動(dòng)方向相反，故拉力應(yīng)一直向右，故C錯(cuò)誤；由于線框勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化守恒定律知，電功率等于拉力的功率，因速度不變，而線框在第一個(gè)磁場時(shí)，電流為定值，拉力也為定值；兩邊分別在兩個(gè)磁場中時(shí)，由前面的分析可知，電流加倍，故安培力加培，線框左右兩邊所受安培力方向相同，拉力為原來的4倍，功率為原來的4倍；此后從第二個(gè)磁場中離開時(shí)，安培力應(yīng)等于線框在第一個(gè)磁場中的安培力，故D正確．所以選D．
考點(diǎn)：本題考查導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、安培力、右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化及閉合電路的歐姆定律．