Question

【题目】如图所示，为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为 B， 方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为 L，在 磁场区域的左侧边界处，有一边长为 L的正方形导体线框， 总电阻为 R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力 F使线 框以速度 v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势 E为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值， 外力 F向右为正．则以下反映线框中的磁通量Φ、感应电动势 E、电功率 P和外力 F 随时间变化规律图象正确的是：( )

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】ABC

【解析】

A、当线框进入磁场时，位移在内，磁通量开始均匀增加，当全部进入左侧磁场时达最大，且为负值；位移在内，向里的磁通量增加，总磁通量均匀减小，当位移为时，磁通量最小，为零，位移在到时，磁通量向里，为正值，且均匀增大；位移在时，磁通量均匀减小至零；在内，磁通量均匀增大，且方向向外，为负值；在内，磁通量均匀减小至零，且为负值，故选项A正确；

B、当线圈进入第一个磁场时，由可知，保持不变，由右手定则知，感应电动势沿顺时针方向，为负值；线框开始进入第二个磁场时，左右两边同时切割磁感线，感应电动势应为，感应电动势沿逆时针方向，为正值；线框开始进入第三个磁场时，左右两边同时切割磁感线，感应电动势应为，感应电动势沿顺时针方向，为负值；完全在第三个磁场中运动时，左边切割磁感线，感应电动势为，感应电动势沿逆时针方向，为正值，故选项B正确；

C、由于线框匀速运动，安培力与拉力大小相等，方向相反，电功率等于拉力的功率，因速度不变，而在线框在第一个磁场时，电流为定值，拉力也为定值，所以电功率为定值；两边分别在两个磁场中时，由选项B的分析可知，电流为在线框在第一个磁场时的2倍，故安培力为在线框在第一个磁场时的4倍，所以功率为在线框在第一个磁场时的4倍；完全在第三个磁场中运动时，安培力应等于线框在第一个磁场中的安培力，功率等于线框在第一个磁场中的功率，故选项C正确，D错误；