Question

如图所示，两个有界匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，方向分别垂直纸面向里和向外，其宽度均为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，线框一边平行于磁场边界，现用外力F使线框以图示方向的速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：线框中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为正，外力F向右为正．则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图象中正确的是(  )

A. B. C. D.

Answer

AD

【解析】

A．在时间内，磁通量：

随着时间均匀增大；在时刻，线框完全进入第一个磁场，磁通量为BL2；在时间内，线框从第一个磁场开始进入第二磁场，磁通量存在相互抵消，磁通量均匀减小；在时刻，线框从一种磁场进入另一种磁场正好处于一半时，磁通量为零；在时间内，磁通量反向均匀增大；在时刻，线框完全进入第二个磁场，磁通量反向最大为-2BL2；在时间内，线框穿出第二个磁场，磁通量均匀减小；在时刻，磁通量为零，故A正确；

B．在时间内：根据法拉第电磁感应定律得知，线框中产生的感应电动势E=BLv，大小保持不变，电流沿逆时针方向；在时间内：线框开始进入第二个磁场时，两端同时切割磁感线，电动势方向相同，串联，电路中总的感应电动势应为：

=3BLv

方向为电流沿顺时针方向，在时间内，线框穿出第二个磁场，线框中产生的感应电动势E=2BLv，大小保持不变，电流沿逆时针方向；故B错误；

C．由于线框匀速运动，外力与安培力总保持平衡，根据楞次定律判断可知安培力的方向总是水平向左，则外力F方向总是水平向右，始终为正值，在时间内：F=BIL=，在时间内：

F=2BIL +BIL=

在时间内：

F=2BIL=

故C错误；

D．在时间内：

在时间内：

在时间内：

故D正确。

故选AD．