如圖(甲)所示,為兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),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(chǎng)寬度均為L(zhǎng),距磁場(chǎng)區(qū)域的左側(cè)L處,有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)體線框,總電阻為R,且線框平面與磁場(chǎng)方向垂直,現(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)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?lè)较驎r(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 (    )
     

D

解析試題分析:當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)L時(shí)開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng),磁通量開(kāi)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;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(chǎng)時(shí),由可知,E保持不變,而開(kāi)始進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)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(lái)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(chǎng)時(shí),電流為定值,拉力也為定值;兩邊分別在兩個(gè)磁場(chǎng)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(lái)的4倍,功率為原來(lái)的4倍;此后從第二個(gè)磁場(chǎng)中離開(kāi)時(shí),安培力應(yīng)等于線框在第一個(gè)磁場(chǎng)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.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角,M、P兩端接一阻值為R的定值電阻,阻值為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置,其他部分電阻不計(jì).整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下.t=0時(shí)對(duì)金屬棒施一平行于導(dǎo)軌的外力F,金屬棒由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上做勻加速運(yùn)動(dòng).下列關(guān)于穿過(guò)回路abPMa的磁通量Φ、磁通量的瞬時(shí)變化率 、通過(guò)金屬棒的電荷量q以及a、b兩端的電勢(shì)差U隨時(shí)間t變化的圖象中,正確的是

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,通過(guò)線圈的磁通量與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)關(guān)系正確的是

A.穿過(guò)線圈的磁通量不變,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零且不變
B.穿過(guò)線圈的磁通量增大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也一定增大
C.穿過(guò)線圈的磁通量減小,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也一定減小
D.穿過(guò)線圈的磁通量增大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可能不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖所示,用電流傳感器研究自感現(xiàn)象,電源內(nèi)阻不可忽略,線圈的自感系數(shù)較大,其直流電阻小于電阻R的阻值。t=0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S,電路穩(wěn)定后,t1時(shí)刻斷開(kāi)S,電流傳感器連接計(jì)算機(jī)分別描繪了整個(gè)過(guò)程線圈中的電流IL和燈泡中的電流IR隨時(shí)間t變化的圖象。下列圖象中可能正確的是(   )

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖所示,一沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在寬度為2L的某矩形區(qū)域內(nèi)(長(zhǎng)度足夠大),該區(qū)域的上下邊界MN、PS是水平的。有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框abcd從距離磁場(chǎng)上邊界MN的某高處由靜止釋放下落而穿過(guò)該磁場(chǎng)區(qū)域,已知當(dāng)線框的ab邊到達(dá)PS時(shí)線框剛好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。以線框的ab邊到達(dá)MN時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),以MN處為坐標(biāo)原點(diǎn),取如圖坐標(biāo)軸x,并規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流的正方向,向上為力的正方向。則關(guān)于線框中的感應(yīng)電流I和線框所受到的安培力F與ab邊的位置坐標(biāo)x的以下圖線中,可能正確的是

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖所示,兩足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下,金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路且都可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng),兩金屬棒ab、cd的質(zhì)量之比為2:1.用一沿導(dǎo)軌方向的恒力F水平向右拉金屬棒cd,經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間以后

A.金屬棒ab、cd都做勻速運(yùn)動(dòng) 
B.金屬棒ab上的電流方向是由b向a 
C.金屬棒cd所受安培力的大小等于2F/3 
D.兩金屬棒間距離保持不變 

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖所示,水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌(足夠長(zhǎng)),導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì),阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置,且與導(dǎo)軌接觸良好.導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直,時(shí),將開(kāi)關(guān)S由1擲向2,分別用、表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度大小和加速度大小,則下圖所示的圖象中正確的是

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖所示,通電直導(dǎo)線右邊有一個(gè)矩形線框,線框平面與直導(dǎo)線共面,若使線框逐漸遠(yuǎn)離(平動(dòng))通電導(dǎo)線,則穿過(guò)線框的磁通量將(  )

A.逐漸增大B.逐漸減小C.保持不變 D.不能確定

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖所示,abcd是一個(gè)質(zhì)量為m,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬線框。如從圖示位置自由下落,在下落h后進(jìn)人磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng),恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),該磁場(chǎng)的寬度也為L(zhǎng)。在這個(gè)磁場(chǎng)的正下方3h+L處還有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度未知,但寬度也為L(zhǎng)的磁場(chǎng),金屬線框abcd在穿過(guò)這個(gè)磁場(chǎng)時(shí)也恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),那么下列說(shuō)法正確的是(  )

A.未知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是B/2
B.未知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是
C.線框在穿過(guò)這兩個(gè)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的電能為4mgL
D.線框在穿過(guò)這兩個(gè)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的電能為2mgL

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