如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在竖直高度为2L的某矩形区域内(宽度足够大),该区域的上下边界MN、PS是水平的。有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某

◎ 题目

如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在竖直高度为2L的某矩形区域内(宽度足够大),该区域的上下边界MN、PS是水平的。有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高处由静止释放下落而穿过该磁场区域。已知当线框的ab边到达MN时线框刚好做匀速直线运动(以此时开始计时),以MN处为坐标原点,取如图坐标轴x,并规定逆时针方向为感应电流的正方向,则关于线框中的感应电流与ab边的位置坐标x间的以下图线中,可能正确的是

◎ 答案

D

◎ 解析


试题分析:由于ab边向下运动,由右手定则可以判断出,线框在进入磁场时,其感应电流的方向为abcd,沿逆时针方向,故在图像中,0~L的这段距离内,电流是正的;线框完全进入磁场后,穿过线框的磁通量没有变化,故其感应电流为0;当线框的ab边从磁场的下边出来时,由于其速度要比ab边刚入磁场时的速度大,故其感应电流要比I0大,感应电流的方向与ab边刚入磁场时相反;
由于ab边穿出磁场时其速度较大,产生的感应电流较大,且其电流与线框的速度成正比,即线框受到的安培力与线框的速度也成正比,与刚入磁场时线框受到的平衡力做对比,发现线框受到的合外力方向是向上的,即阻碍线框的下落,且合外力是变化的,故线框做的是变减速直线运动,产生的电流也是非均匀变化的,故A、B不对;再就整体而言,线框穿出磁场时的动能要大于穿入磁场时的动能,故穿出时的电流要大于I0,所以C不对,D是正确的。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在竖直高度为2L的某矩形区域内(宽度足够大),该区域的上下边界MN、PS是水平的。有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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