Question

如圖（甲）所示，為兩個有界勻強磁場，磁感應強度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場寬度均為L，距磁場區域的左側L處，有一邊長為L的正方形導體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場方向垂直，現用外力F使線框以速度v勻速穿過磁場區域，以初始位置為計時起點，規定電流沿逆時針方向時的電動勢E為正，磁感線垂直紙面向里時磁通量Φ的方向為正，外力F向右為正。則圖（乙）中關于線框中的磁通量Φ、感應電動勢E、外力F和電功率P隨時間t變化正確的是 （    ）
　　　　　

Answer 1

D

解析試題分析：當線框運動L時開始進入磁場，磁通量開始增加，當全部進入時達最大；此后向外的磁通量增加，總磁通減小；當運動到2.5L時，磁通量最小，故A錯誤；當線圈進入第一個磁場時，由可知，E保持不變，而開始進入第二個磁場時，線框左右兩邊同時切割磁感線，根據右手定則知，線框左右兩邊產生的感應電動勢方向相同，相當于兩個電源相串聯，因此電動勢是原來的兩倍，應為2BLV，故B錯誤；因安培力總是與運動方向相反，故拉力應一直向右，故C錯誤；由于線框勻速運動，根據能量轉化守恒定律知，電功率等于拉力的功率，因速度不變，而線框在第一個磁場時，電流為定值，拉力也為定值；兩邊分別在兩個磁場中時，由前面的分析可知，電流加倍，故安培力加培，線框左右兩邊所受安培力方向相同，拉力為原來的4倍，功率為原來的4倍；此后從第二個磁場中離開時，安培力應等于線框在第一個磁場中的安培力，故D正確．所以選D．
考點：本題考查導體切割磁感線時的感應電動勢、安培力、右手定則、法拉第電磁感應定律、電磁感應中的能量轉化及閉合電路的歐姆定律．