Question

3．如圖1所示，水平地面上有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形ABCD區(qū)域，其下方埋有與地面平行的金屬管線．為探側(cè)地下金屬管線的位置、走向和埋覆深度，先讓金屬管線載有電流，然后用閉合的試探小線圈P（穿過小線圈的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)）在地面探側(cè)．如圖2所示，將暴露于地面的金屬管接頭接到電源的一端，將接地棒接到電源的另一端，這樣金屬管線中就有沿管線方向的電流．使線圈P在直線AC上的不同位置保持靜止（線圈平面與地面平行），線圈中沒有感應(yīng)電流．將線圈P靜置于B處，當(dāng)線圈平面與地面平行時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流，當(dāng)線圈平面與射線BD成45°角時(shí)，線圈中感應(yīng)電流消失．下列判斷正確的是（　�。�

• A． 圖2中的電流為恒定直流電源
• B． 金屬管線沿AC走向
• C． 金屬管線的埋覆深度為$\frac{\sqrt{2}}{2}$L
• D． 線圈P在D處，當(dāng)它與地面的夾角為45°時(shí)，P中的感應(yīng)電流可能最大

Answer 1

分析 根據(jù)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件進(jìn)行分析，明確當(dāng)磁場(chǎng)和線圈平行時(shí)磁通量不變，再結(jié)合幾何關(guān)系即可明確電流的走向以及是否為交流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分析D點(diǎn)能否為感應(yīng)電流的最大值．

解答 解：A、由題意可知，當(dāng)線圈靜止時(shí)存在感應(yīng)電流，則說明線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)為變化的，故電流一定是變化的，故A錯(cuò)誤；
B、由題意可知，使線圈P在直線AC上的不同位置保持靜止（線圈平面與地面平行），線圈中沒有感應(yīng)電流．將線圈P靜置于B處，當(dāng)線圈平面與地面平行時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流，當(dāng)線圈平面與射線BD成45°角時(shí)，線圈中感應(yīng)電流消失．根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件可知，放在AC上表面是磁場(chǎng)與線圈平行，而放在B點(diǎn)時(shí)磁場(chǎng)與地面成45°角，故說明電流一定沿AC方向；故B正確；
C、線圈平面與射線BD成45°角時(shí)，線圈中感應(yīng)電流消失說明B點(diǎn)的磁場(chǎng)方向成45°角，則由幾何關(guān)系可知，埋覆深度為與OB長(zhǎng)度相等，故深度為$\frac{\sqrt{2}}{2}$L，故C正確；
D、P在D處與地面成45°可以與磁場(chǎng)方向相互垂直，則此時(shí)磁通量的最大，磁通量的變化率最大，故感應(yīng)電流可能最大，故D正確．
故選：BCD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律以及通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布，難點(diǎn)在于幾何關(guān)系的確定，要注意明確通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)為以導(dǎo)線為圓心的同心圓．