Question

5．如圖所示，abcd為用粗細(xì)均勻的同種材料制成的矩形金屬線框，其中bc的長(zhǎng)為2L，ab的長(zhǎng)度只有bc長(zhǎng)度的一半．現(xiàn)將線框放在水平光滑絕緣的桌面上，在外力F的作用下讓線框以速度v勻速穿過(guò)右邊兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反且邊界距離均為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．若以圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼�方向，磁感線向下穿過(guò)線框時(shí)的磁通量為正．則下列關(guān)于穿過(guò)金屬線框的磁通量Φ、金屬線框中的電流I、cb間的電勢(shì)差U_cb以及外力F的大小隨時(shí)間變化的圖象中，可能正確的是（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 由線圈的運(yùn)動(dòng)可得出線圈中磁通量的變化；由法拉第電磁感應(yīng)定律及E=BLV可得出電動(dòng)勢(shì)的變化；由閉合電路歐姆定律可求得電路中的電流變化，根據(jù)U=IR可以知道電壓變化，根據(jù)F=BIL可求得安培力的變化．分段列式分析．

解答 解：A、當(dāng)線框開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)，由Φ=BLvt，可知磁通量均勻增加，當(dāng)全部進(jìn)入時(shí)達(dá)到最大Φ₀；此后向外的磁通量增加，總磁通逐漸減小；當(dāng)運(yùn)動(dòng)到2.5L時(shí)，磁通量最小為零，故A正確．
B、在0-$\frac{L}{v}$內(nèi)，由右手定則知感應(yīng)電流為逆時(shí)針，為負(fù)值．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E=BLv，感應(yīng)電流大小為 I₀=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$．
在$\frac{L}{v}$-$\frac{3L}{v}$內(nèi)，由右手定則知感應(yīng)電流為順時(shí)針，為正值．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E=BLv，感應(yīng)電流大小為 I₀=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$．故B正確．
C、根據(jù)歐姆定律U=IR知，電勢(shì)差U_cb大小不變，在0-$\frac{L}{v}$內(nèi)，感應(yīng)電流為逆時(shí)針，b點(diǎn)電勢(shì)高，故U_cb為負(fù)．在$\frac{L}{v}$-$\frac{3L}{v}$內(nèi)，感應(yīng)電流為順時(shí)針，c點(diǎn)電勢(shì)高，故U_cb為正．
故C錯(cuò)誤．
D、根據(jù)感應(yīng)電流大小不變，由F=BIL和平衡條件知，F(xiàn)的大小不變，故D錯(cuò)誤；
故選：AB

點(diǎn)評(píng) 電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問(wèn)題，在解題時(shí)，往往定量與定性分析相結(jié)合分析，要選擇合適的解法，如排除法等進(jìn)行解答．