Question

如圖所示，L₁、L₂、L₃、L₄是相互平行的磁場(chǎng)邊界，在L₁和L₂、L₃和L₄之間分別有磁感強(qiáng)度均為B但方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A是一邊長(zhǎng)為a的正方形線框，電阻為R，今維持線框以恒定的速度v沿x軸運(yùn)動(dòng)，并穿過如圖所示的兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．若以x軸正方向作為力的正方向，線框在圖示位置的時(shí)刻為時(shí)間的零點(diǎn)，則磁場(chǎng)對(duì)線框的作用力F隨時(shí)間t的變化圖線為下圖中的哪一個(gè)？（　　）

A．

B．

C．

D．

Answer 1

分析：根據(jù)楞次定律：安培力阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，判斷安培力方向．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律和安培力公式，推導(dǎo)出安培力與速度的表達(dá)式，再根據(jù)平衡條件得到外力與速度的表達(dá)式．從而可以選擇圖象．

解答：解：在整個(gè)過程

4a

v

時(shí)間內(nèi)，線框只有一邊切割磁感線，線框的磁通量一直變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，安培力阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可知安培力方向一直向左，沿負(fù)方向．
根據(jù)E=BLv、I=

E

R

，F(xiàn)=BIL，則得安培力 F=

B2L2v

R

，式中各量不變，所以F大小不變．故知B圖象正確．
故選：B

點(diǎn)評(píng)：本題可分段分析，關(guān)鍵抓住在整個(gè)過程內(nèi)，線框只有一邊切割磁感線，線框勻速運(yùn)動(dòng)，安培力恒定．