(2010?成都三模)如圖所示,一半圓形鋁框處在水平向外的非勻強磁場中,場中各點的磁感強度為By=
B0
y+c
,y為該點到地面的距離,c為常數(shù),B0為一定值,鋁框平面與磁場垂直,直徑ab水平,(空氣阻力不計)鋁框由靜止釋放下落的過程中( 。
分析:本題的關(guān)鍵是把鋁環(huán)回路看作是由直徑ab與半圓弧兩部分組成,并且半圓弧部分的有效切割長度與直徑ab相等,只是由于下方的磁場強而導(dǎo)致產(chǎn)生的電動勢大小不同.
解答:解:A、鋁環(huán)下落過程中,可以看做有兩段導(dǎo)體(直徑ab和半圓。┓謩e做切割磁感線運動,半圓弧的有效切割長度與ab相同,但由于下方的磁場強,由E=BLv可知,直徑ab產(chǎn)生的電動勢大于半圓弧產(chǎn)生的電動勢,根據(jù)右手定則直徑ab感應(yīng)電動勢方向向左,半圓弧感應(yīng)電動勢方向沿逆時針方向,所以總感應(yīng)電動勢不為零,方向沿順時針方向,A錯誤;
B、結(jié)合上分析,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知直徑ab兩點間電勢差應(yīng)大于零,B錯誤;
C、根據(jù)楞次定律的第二描述“感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果總是阻礙導(dǎo)體間的相對運動”可知,鋁環(huán)下落過程中除受重力外還受到向上的安培力,故鋁環(huán)下落的加速度小于重力加速度,C正確;
D、由F=BIL知,盡管IL相同,但半圓弧所在處的磁感應(yīng)強度B小,故直徑ab受到的安培力大于半圓弧受到的安培力,導(dǎo)致鋁框下落加速度小于g,所以D錯誤.
故選:C.
點評:在遇到討論導(dǎo)體運動的定性分析問題時,要靈活運用楞次定律的第二描述解題,即感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果總是阻礙導(dǎo)體間的相對運動.
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43
πR3
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