Question

如圖所示，abcd為一邊長為l、具有質量的剛性正方形導線框，位于水平面內，回路中的電阻為R．虛線表示一勻強磁場區域的邊界，它與ab邊平行，磁場區域的寬度為2l，磁感應強度為B，方向如右圖．線框在一垂直于ab邊的水平恒力F的作用下，沿光滑水平面運動，直到通過磁場區域．已知ab邊剛進入磁場時，線框便改作勻速運動，此時通過線框的電流大小為i．設以i的方向為電流的正方向，則下列圖象中能較準確地反映電流i隨ab邊的位置坐標x變化的曲線可能是（ ）
A．
B．
C．
D．

Answer 1

【答案】分析：線框進入磁場時做勻速直線運動，拉力等于安培力，此時電流為定值，完全進入磁場后，做勻加速直線運動，通過閉合電路德磁通量不變，不產生感應電流．出磁場時，此時安培力大于拉力，線框做加速度逐漸減小的變減速直線運動．
解答：解：在0～L位移內，線框做勻速直線運動，電動勢不變，感應電流的方向為逆時針方向，大小不變．
    在L～2L位移內，通過線框的磁通量不變，感應電流為零，線框在拉力的作用下做勻加速直線運動．
    在2L～3L位移內，線框出磁場，初速度大于進磁場的速度，所以安培力大于拉力，線框做減速運動，加速度逐漸減小，當加速度減小到零，則會做勻速直線運動，若做勻速運動時電流的大小與進磁場時電流大小相等，但方向相反．故D正確，A、B、C錯誤．
故選D．
點評：解決本題的關鍵會根據線框的受力狀況判斷線框的運動狀況，以及知道線框出磁場的末速度不會小于進磁場的速度，則出磁場時感應電流不會小于進磁場時的感應電流．因為當加速度減小到零，又會做勻速運動．