(2013•临沂三模)如图所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝矩形导线框,线框的边长LAB=0.3m,LAd=0.2m,

(2013•临沂三模)如图所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝矩形导线框,线框的边长LAB=0.3m,LAd=0.2m,总电阻为R=0.1m.在直角坐标系xoy中,有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合,上边界满足曲线方程y=0.2sin[10π/3]x(m)=(m),磁感应强度大小B=0.2T,方向垂直底面向外.线框在沿x轴正方向的拉力F作用下,以速度v=10m/s水平向右做匀速直线运动,则下列判断正确的是(  )
A.线框中的电流先沿逆时针方向再沿顺时针方向
B.线框中感应电动势的最大值为
2
5
V
C.线框中感应电流有效值为4A
D.线框穿过磁场区域的过程中外力做功为0.048J
ganshanie200 1年前 已收到1个回答 举报

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解题思路:线框的一边做切割磁感线运动,根据楞次定律判断感应电流的方向;线框产生正弦式感应电流,当切割长度最大时,感应电流最大,拉力最大,拉力功率最大.线框右边和左边分别切割磁感线,产生正弦式交变电流,可用切割感应电动势公式、安培力和功知识求解.

A、由图知,穿过线框的磁方向始终向里,线框进入磁场时磁通量增加,离开磁场时磁通量减小,根据楞次定律判断得知:线框中的电流先沿逆时针方向再沿顺时针方向.故A正确.
B、线框最大的有效切割长度等于Lm=LAD=0.2m,则感应电动势最大值为Em=BLmv=0.2×0.2×10V=0.4V.故B错误.
C、感应电流最大值为Im=
Em
R=4A,由于线框产生正弦式感应电流,则感应电流有效值为I=

2
2Im=2
2A.故C错误.
D、线框穿过磁场区域的过程中外力做功等于线框产生的总热量.整个过程拉力做功
W=I2Rt,
又t=[2x/v]=[2×0.3/10]s=0.06s,
代入解得,W=0.048J.故D正确.
故选AD

点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;电磁感应中的能量转化.

考点点评: 本题要注意是线框中产生的是正弦式电流,求电功要用电动势的有效值,正弦式电流的最大值是有效值的2倍.

1年前

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