Question

6．如圖（a）所示，邊長(zhǎng)為1m、電阻為0.1Ω的正方形金屬框abcd水平放置，e、f分別為bc、ad的中點(diǎn)．某時(shí)刻起在abef區(qū)域內(nèi)有豎直向下的磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B₁的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖（b）所示，ab邊恰在磁場(chǎng)邊緣以外；fecd區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B₂=0.5T，cd邊恰在磁場(chǎng)邊緣以?xún)?nèi)，兩磁場(chǎng)均有理想邊界．則dc邊中流過(guò)的感應(yīng)電流方向?yàn)閏→d（選填“d→c”或“c→d”，金屬框受到的安培力大小為2.5N．（取g=10m/s²）

Answer 1

分析 面積abcdB內(nèi)磁通量，隨著B(niǎo)₁的變化而發(fā)生變化，回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，根據(jù)楞次定律來(lái)判定感應(yīng)電流的方向，結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律與閉合電路歐姆定律，求得感應(yīng)電流的大小，再由安培力公式，即可求解安培力大小．

解答 解：由題意可知，結(jié)合磁通量的定義，則穿過(guò)線圈abcd的凈磁通量先向上減小，后向下增大，
根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向逆時(shí)針，即為c→d，
磁感應(yīng)強(qiáng)度B₂=0.5T，而磁感應(yīng)強(qiáng)度B₁的大小B₁=t；因此合磁通量為B=t-0.5（T）
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：E=$\frac{△∅}{△t}$=$\frac{1}{1}$×1×$\frac{1}{2}$=0.5V；
則回路中的電流為：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{0.5}{0.1}$=5A，
因ab邊恰在磁場(chǎng)邊緣以外，則金屬框受安培力的大小為：F=B₂Il=0.5×5×1=2.5N，；
故答案為：c→d，2.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有關(guān)電磁感應(yīng)的電流、力、運(yùn)動(dòng)分析，涉及知識(shí)點(diǎn)較多，是考查學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)能力的好題，同時(shí)注意分清兩種磁場(chǎng)方向與大小不同，及安培力的大小是由磁場(chǎng)B₂產(chǎn)生的．