Question

矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中，磁感線方向與線圈平面垂直，磁感強(qiáng)度B隨時間變化的圖象如圖所示．t=0時刻，磁感強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里．在0～4s時間內(nèi)，線框的ab邊受力隨時間變化的圖象（力的方向規(guī)定以向左為正方向），可能如圖中的（　　）

• A、
• B、
• C、
• D、

Answer 1

分析：穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，導(dǎo)致線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而形成感應(yīng)電流．由題意可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度是隨著時間均勻變化的，所以感應(yīng)電流是恒定的，則線框ad邊所受的安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度有一定的關(guān)系．

解答：解：t=0時刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直線框平面向里，在0到1S內(nèi)，穿過線框的磁通量變小，由楞次定律可得，感應(yīng)電流方向是順時針，再由左手定則可得線框的ad邊的安培力水平向左．與規(guī)定同向，所以為正值．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，電流的大小恒定，由安培力公式可知，其大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，故大小隨著時間在減小．
當(dāng)在1S到2S內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直線框平面向外，穿過線框的磁通量變大，由楞次定律可得，感應(yīng)電流方向是順時針，再由左手定則可得線框的ad邊的安培力水平向右．在下一個周期內(nèi)，重復(fù)出現(xiàn)安培力先向左后向右．同時感應(yīng)電流恒定，安培力大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，故D正確，ABC錯誤；
故選：D

點(diǎn)評：安培力的方向由左手定則來確定，而感應(yīng)電流方向則由楞次定律來確定．當(dāng)導(dǎo)線與磁場垂直放置時，若電流、導(dǎo)線長度不變時，安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比．