一道关于电磁感应的题目

问题描述:

一道关于电磁感应的题目
空间内有两个沿竖直方向的有界匀强磁场I、II,磁感应强度大小均为B,宽度均为L,边界线平行,磁场I竖直向下,磁场II竖直向上,如图所示为俯视图。一边长为L、质量为m的正方形导线框abcd放在光滑绝缘的水平面上,在水平恒力F作用下沿水平面通过两个磁场区域。线框的bc边始终平行于磁场区的边界,力F垂直于bc边,当bc边进入磁场I时,线框恰以速度v0做匀速运动,此时线框中的电流为i0;当ad边将要离开磁场II时线框中的电流稍小于i0,则(         )
A、bc边在磁场II中运动时线框中的电流方向为adcba
B、bc边恰进入磁场II时线框的加速度大小为3F/m 
C、bc边恰离开磁场II时线框的速度大小可能为v0/2 
D、bc边在磁场II中运动的过程中线框中电流的最小值一定小于i0
1个回答 分类:物理 2014-12-12

问题解答:

我来补答
电磁感应题,主要考察导体棒切割磁感线产生感应电动势进而产生感应电流而使导体棒受到安培阻力作用,其中若物体能匀速运动一定是动力等于安培阻力导致.
对A选项判断感应电流方向,使用右手定则即可,bc边在2号磁场运动过程中,abcd导线框中的bc边和ad边都在切割磁感线,其中bc向右切割竖直向上的磁感线(此图为俯视图)故由右手定则:c点电势高,ad边切割竖直向下的磁感线,a点电势高,所以bc和ad形成了两串联电源,对整个电路形成顺时针电流,为abcda,故A正确.
对B选项,因为题干中说bc边进入1号磁场过程中,线框以v0做匀速运动,所以当bc边刚到1号和2号边界即刚进入2号磁场时,仍是速度v0,但此时bc边切割2号磁感线,ad切割1号磁感线,故此时线框受安培阻力为bc进入1号磁场时线框所受安培阻力的4倍,而bc进入1号磁场过程中由于是匀速运动,所以所受安培力与F等大,所以bc进入2号磁场时,合外力为向左的4F与向右的F的差值,故合外力为3F,所以加速度为3F/m,且做匀减速直线运动,B正确.其中4倍的关系这样推倒:bc边进1号场时,电流为i0=BLv0/R 故bc边进1场时安培力=B^2L^2v0/R 而bc边进2场时,bc和ad边都切割磁感线,设电流为i1=2BLv0/R 故bc边进2场时安培力= 4x B^2 L^2 v0/R.
考虑C、D两选项前,需要分析题干最后一句话,当ad边将要离开磁场II时线框中的电流稍小于i0;含义是ad边落在2号场右边界时,线框中的电流小于i0,说明此时线框的速度小于v0,因为单棒bc切割磁感线时,速度为v0时,电流为i0,由i=nBLv/R,可知,电流是由切割磁感线的导体棒个数和速度决定的.刚才对B的分析中,可知,bc切割2号场同时ad切割1号场,线框做匀减速直线运动,故当bc刚到2号右边界即线框刚从1号场完全出来时的速度比v0必然小,那么说明线框离开2号场的过程中,ad边切割2号场而受到的安培力小于F,而使线框做加速运动.而最后由于离开2场时电流稍小与i0,说明线框在离开2场时,补充的机械能不足,故bc边在2号场中运动时,减速使电流减到了i0以下,故D正确,bc边恰离开2号场时速度必然小于v0/4,故不可能是v0/2.故C错.正确答案ABD.
再问: 可答案只有B
再答: A选项电流方向看错了,不好意思。看我的推理,是abcda,与A项相反。 D选项后来看,因为线框出了1磁场后就是减速运动,所以有可能使电流减到i0以下,也有可能使电流不至减到i0以下
再问: D是有可能也有可能不咯 我觉得这种题是不是不大容易说清楚啊
 
 
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