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如图甲所示,正三角形导线框abc放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示,t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.下面能表示线
题目详情
如图甲所示,正三角形导线框abc放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示,t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.下面能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关系的是(力的方向规定向左为正方向)( )
A.
B.
C.
D.
A.
B.
C.
D.
▼优质解答
答案和解析
根据法拉第电磁感应定律可知,导线框abc中产生的感应电动势为E=S•
,其中
是B-t图象的斜率,所以根据B-t图象可知:
在0-3s时间内,感应电动势大小
=s•
=
,电动势方向根据楞次定律可知应按顺时针方向;
在3-6s时间内,感应电动势的大小为
=s•
=s•
=
,电动势方向应按逆时针方向;
在6-7s时间内,感应电动势的大小为
=s•
=s•
=
,电动势方向应按顺时针方向;
根据闭合电路欧姆定律可知,在以上各段时间内通过线框的ab边电流大小相等方向分别是向上、向下、向上.
再由安培力公式可得,ab边受到的安培力为F=ILB,可见安培力大小与磁感应强度B成正比,根据左手定则可知,在各段时间内ab受到的安培力方向分别是:
0-1s时间内,安培力F方向向左(即为正);1-3s时间内,F方向向右(为负),
3-5s时间内,F方向向左为正);5-6s时间内,F方向向右(为负),
6-7s时间内,F方向向左,
综上所述,ab边受到的安培力随时间变化的图象应是A.
故选:A.
△B |
△t |
△B |
△t |
在0-3s时间内,感应电动势大小
E | 1 |
| ||
1−0 |
sB | 0 |
在3-6s时间内,感应电动势的大小为
E | 2 |
△B |
△t |
| ||
6−5 |
sB | 0 |
在6-7s时间内,感应电动势的大小为
E | 3 |
△B |
△t |
| ||
7−6 |
sB | 0 |
根据闭合电路欧姆定律可知,在以上各段时间内通过线框的ab边电流大小相等方向分别是向上、向下、向上.
再由安培力公式可得,ab边受到的安培力为F=ILB,可见安培力大小与磁感应强度B成正比,根据左手定则可知,在各段时间内ab受到的安培力方向分别是:
0-1s时间内,安培力F方向向左(即为正);1-3s时间内,F方向向右(为负),
3-5s时间内,F方向向左为正);5-6s时间内,F方向向右(为负),
6-7s时间内,F方向向左,
综上所述,ab边受到的安培力随时间变化的图象应是A.
故选:A.
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