在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场,如图所示,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大

在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场,如图所示,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大.一个边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属框垂直磁场方向,以速度v经过图中左位置,当金属框运动到其竖直对称轴刚好与边界线PQ重合时,金属框的速度为[v/2].则下列说法正确的是(  )
A.此时金属框中的感应电流为0
B.此时金属框受到的安培力为
4B2a2v
R

C.此过程中通过金属框截面的电荷量为
Ba2
R

D.此过程中回路产生的电能为[1/4]mv2
绿鬣蜥 1年前 已收到1个回答 举报

lazyla 春芽

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解题思路:根据右手定则判断出金属框左右两条边产生的感应电动势方向,求出感应电动势的大小,从而得出感应电流的大小和方向;根据FA=BIL,分别求出金属框左右两条边所受安培力大小,根据左手定则判断出方向,从而得出金属框所受安培力的方向;根据q=n
△Φ
R],求出此过程中通过金属框截面的电荷量;根据能量守恒定律求出回路中产生的电能.

A、根据右手定则,知金属框右边产生的感应电动势方向竖直向下,左边产生的感应电动势的方向竖直向上,所以线框总的感应电动势不零,则感应电流不为零,故A错误.
B、感应电流大小为:I=
2Ba•
v
2
R=[Bav/R];
则右边所受安培力的大小为:F1=BIa=
B2a2v
R,方向水平向左;
左边所受的安培力为:F2=BIa=
B2a2v
R,方向水平向左;
所以最终所受安培力大小为:F=2
B2a2v
R,故B错误.
C、当金属框运动到其竖直对称轴刚好与边界线PQ重合时,磁通量的变化量为Ba2,则q=[△Φ/R]=
Ba2
R.故C正确.
D、根据能量守恒得,动能的减小量全部转化为电能,则产生的电能为:E=[1/2]mv2-[1/2]m([v/2])2=[3/8mv2.故D错误.
故选:C.

点评:
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: 解决本题的关键掌握右手定则判断感应电动势的方向,左手定则判断安培力的方向,以及会灵活运用法拉第电磁感应定律,能量守恒定律.

1年前

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