边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动,穿过方向如图的有界匀强磁场区域.磁场区域的宽度为d(d>L).已知ab边进入磁场时,线框的加速度恰好为零.则线框进入磁场的过程和从磁场
题目
边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动,穿过方向如图的有界匀强磁场区域.磁场区域的宽度为d(d>L).已知ab边进入磁场时,线框的加速度恰好为零.则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较,有( )
A. 产生的感应电流方向相反
B. 所受的安培力方向相反
C. 进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间
D. 进入磁场过程和穿出磁场过程中通过导体内某一截面的电量相等
答案
A、线框进入磁场和穿出磁场的过程,磁场方向相同,而磁通量变化情况相反,进入磁场时磁通量增加,穿出磁场时磁通量减小,则由楞次定律可知,产生的感应电流方向相反.故A正确.
B、根据楞次定律:感应电流阻碍导体与磁场间相对运动,可知所受的安培力方向均水平向左,方向相同.故B错误.
C、线框进入磁场时加速度为零,做匀速运动,完全在磁场中运动时磁通量不变,没有感应电流产生,线框不受安培力而做匀加速运动,穿出磁场时,线框所受的安培力增大,大于恒力F,线框将做减速运动,刚出磁场时,线框的速度大于或等于进入磁场时的速度,则穿出磁场过程的平均速度较大,则进入磁场过程的时间大于穿出磁场过程的时间.故C错误.
D、根据感应电量公式q=
,线框进入和穿出磁场的两个过程中,线框的磁通量变化量相等,则通过导体内某一截面的电量相等.故D正确.
故选:AD
根据楞次定律判断感应电流的方向和安培力的方向.线框进入磁场过程加速度为零,做匀速运动,完全在磁场中运动时做匀加速运动,穿出磁场速度大于进入磁场的速度,安培力增大,线框将做减速运动,出磁场时大于或等于进入磁场时的速度,所用时间将缩短.根据感应电量公式q=△ΦR,分析电量关系.
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化.
考点点评: 本题考查分析线框的受力情况和运动情况的能力,关键是分析安培力,来判断线框的运动情况.
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