Question

矩形線框abcd放在勻強磁場中，在外力控制下靜止不動，磁感線方向與線圈平面垂直，磁感應強度B隨時間變化的圖象如圖甲所示，t=0時刻，磁感應強度的方向垂直紙面向里．在0～4s時間內，線框cd邊受安培力隨時間變化的圖象可能是圖乙中的（規定力向左為正）（　　）

• A、
• B、
• C、
• D、

Answer 1

分析：穿過線圈的磁通量發生變化，導致線圈中產生感應電動勢，從而形成感應電流．由題意可知，磁感應強度是隨著時間均勻變化的，所以感應電流是恒定的，則線框cd邊所受的安培力與磁感應強度有一定的關系．

解答：解：t=0時刻，磁感應強度的方向垂直線框平面向里，在0到1S內，穿過線框的磁通量變小，由楞次定律可得，感應電流方向是順時針，再由左手定則可得線框的cd邊的安培力水平向左．與規定的正方向相同；根據法拉第電磁感應定律可知，感應電流大小恒定，由安培力公式可知安培力大小與磁感強度成正比，
當在1S到2S內，磁感應強度的方向垂直線框平面向外，穿過線框的磁通量變大，由楞次定律可得，感應電流方向是順時針，再由左手定則可得線框的cd邊的安培力水平向右．在下一個周期內，重復出現安培力先向左后向右．故D正確，ABC錯誤；
故選：D．

點評：安培力的方向由左手定則來確定，而感應電流方向則由楞次定律來確定．當導線與磁場垂直放置時，若電流、導線長度不變時，安培力與磁感應強度成正比．同時還考查法拉第電磁感應定律，安培力大小公式的應用．