Question

【題目】如圖所示，x軸上方第一象限和第二象限分別有垂直紙面向里和垂直紙面向外的勻強磁場，且磁感應強度大小相同，現有四分之一圓形線框OMN繞O點逆時針勻速轉動，若規定線框中感應電流I順時針方向為正方向，從圖示時刻開始計時，則感應電流I及ON邊所受的安培力大小F隨時間t的變化示意圖正確的是

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】AD

【解析】

設OM=ON=R，線圈的電阻為r。在0～t0時間內，線框從圖示位置開始（t=0）轉過90°的過程中，產生的感應電動勢為 E1=BωR2，由閉合電路歐姆定律得，回路中的電流為，根據楞次定律判斷可知，線框中感應電流方向為逆時針方向，為負。ON邊在磁場外，不受安培力。在t0～2t0時間內，線框進入第二象限的過程中，回路中的電流方向為順時針方向，為正。回路中產生的感應電動勢為 E2=BωR2+BωR2=BωR2=2E1；感應電流為I2=2I0．ON邊所受的安培力大小 F2=BI2R=2BI0R。在2t0～3t0時間內，線框進入第三象限的過程中，回路中的電流方向為逆時針方向，為負。回路中產生的感應電動勢為 E3=BωR2=E1；感應電流為I3=I0．ON邊所受的安培力大小 F3=BI3R=BI0R，所以F2=2F3=F0。在3t0～4t0時間內，線框在磁場外，沒有感應電流，故AD正確，BC錯誤。故選AD。