Question

如图（甲）所示，为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正，外力F向右为正。则图（乙）中关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间t变化正确的是  （     ）

　　　　　

Answer

D

【解析】

试题分析：当线框运动L时开始进入磁场，磁通量开始增加，当全部进入时达最大；此后向外的磁通量增加，总磁通减小；当运动到2.5L时，磁通量最小，故A错误；当线圈进入第一个磁场时，由可知，E保持不变，而开始进入第二个磁场时，线框左右两边同时切割磁感线，根据右手定则知，线框左右两边产生的感应电动势方向相同，相当于两个电源相串联，因此电动势是原来的两倍，应为2BLV，故B错误；因安培力总是与运动方向相反，故拉力应一直向右，故C错误；由于线框匀速运动，根据能量转化守恒定律知，电功率等于拉力的功率，因速度不变，而线框在第一个磁场时，电流为定值，拉力也为定值；两边分别在两个磁场中时，由前面的分析可知，电流加倍，故安培力加培，线框左右两边所受安培力方向相同，拉力为原来的4倍，功率为原来的4倍；此后从第二个磁场中离开时，安培力应等于线框在第一个磁场中的安培力，故D正确．所以选D．

考点：本题考查导体切割磁感线时的感应电动势、安培力、右手定则、法拉第电磁感应定律、电磁感应中的能量转化及闭合电路的欧姆定律．