如圖甲所示，光滑絕緣水平桌面上直立一個單匝矩形導(dǎo)線框，線框的邊長LAB=0.3m，LAD=0.2m，總電阻為R=0.1Ω．在直角坐標(biāo)系xoy中，有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域的下邊界與x軸重合，上邊界滿足曲線方程y=0.2sinx（m），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.2T．線框在沿x軸正方向的拉力F作用下，以速度v=10m/s水平向右做勻速直線運(yùn)動，則下列判斷正確的是（ ）

A．線框中的電流先沿逆時針方向再沿順時針方向
B．線框中感應(yīng)電動勢的最大值為0.4V
C．線框中感應(yīng)電流有效值為4A
D．線框穿過磁場區(qū)域的過程中外力做功為0.048J
【答案】分析：線框的一邊做切割磁感線運(yùn)動，根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向；線框產(chǎn)生正弦式感應(yīng)電流，當(dāng)切割長度最大時，感應(yīng)電流最大，拉力最大，拉力功率最大．線框右邊和左邊分別切割磁感線，產(chǎn)生正弦式交變電流，可用切割感應(yīng)電動勢公式、安培力和功知識求解．
解答：解：A、由圖知，穿過線框的磁方向始終向里，線框進(jìn)入磁場時磁通量增加，離開磁場時磁通量減小，根據(jù)楞次定律判斷得知：線框中的電流先沿逆時針方向再沿順時針方向．故A正確．
B、線框最大的有效切割長度等于Lm=LAD=0.2m，則感應(yīng)電動勢最大值為Em=BLmv=0.2×0.2×10V=0.4V．故B正確．
C、感應(yīng)電流最大值為Im==4A，由于線框產(chǎn)生正弦式感應(yīng)電流，則感應(yīng)電流有效值為I==2A．故C錯誤．
D、線框穿過磁場區(qū)域的過程中外力做功等于線框產(chǎn)生的總熱量．整個過程拉力做功
W=I2Rt，
又t==s=0.06s，
代入解得，W=0.048J．故D正確．
故選ABD
點(diǎn)評：本題要注意是線框中產(chǎn)生的是正弦式電流，求電功要用電動勢的有效值，正弦式電流的最大值是有效值的倍．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，光滑絕緣斜面AB，高h(yuǎn)=0.1m，底端B與一塊質(zhì)量為M=2kg的均勻、水平放置的絕緣平板光滑連接，平板長為L=1m，其距B端0.6m處C固定在高為R=0.5m的豎直支架上，支架的下端與垂直于紙面的固定轉(zhuǎn)軸O連接，平板可繞轉(zhuǎn)軸O沿順時針方向翻轉(zhuǎn)，在支架正上方有一個水平向右的有界勻強(qiáng)電場E．在斜面頂端A放置帶正電q=1×10-5C的很小的物體，質(zhì)量為m，使其由靜止滑下，沿平板進(jìn)入電場，能滑過D點(diǎn)，并從D點(diǎn)飛出到水平地面上，設(shè)物體從D點(diǎn)飛出的水平距離為x，如圖乙是x2與E圖象，重力加速度g取10m/s2．問：

（1）圖乙中物體的質(zhì)量m為多大？物體與平板間的動摩擦因數(shù)μ是多大？
（2）為保證不同質(zhì)量物體都能滑過D點(diǎn)，且平板不翻轉(zhuǎn)，求物體的質(zhì)量的取值范圍？
（3）為保證不同質(zhì)量物體都能滑過D點(diǎn)，且平板不翻轉(zhuǎn)，求水平勻強(qiáng)電場E的大小范圍？
（4）平板出現(xiàn)漏電是常有的事情（漏電不影響電場分布），假設(shè)圖乙中物體m的帶電減少量△q隨在平板上滑過的長度成正比，即△q=ks（k=5×10-6C/m），為保證物體滑到D點(diǎn)并且飛出的水平距離為1m，求此時勻強(qiáng)電場E的大�。徽�?jiān)趫D乙中畫出平板漏電情況下的x2與E圖象．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，光滑絕緣水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場以虛線MN為左邊界，磁場的方向豎直向下．MN的左側(cè)有一質(zhì)量m=0.1kg，bc邊長L1=0.2m，總電阻R=2Ω的矩形線圈abcd．t=0s時，用一恒定拉力F拉線圈，使其由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動，經(jīng)過1s，線圈的bc邊到達(dá)磁場邊界MN，此時立即將拉力F改為變力，又經(jīng)過1s，線圈恰好完全進(jìn)入磁場．整個運(yùn)動過程中，線圈中感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖象如圖乙所示．求：
（1）線圈bc邊剛進(jìn)入磁場時的速度v1和線圈在第1s內(nèi)運(yùn)動的距離x；
（2）線圈ab邊的長度L2；
（3）ad邊剛要進(jìn)入磁場時，拉力的功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?崇明縣二模）如圖甲所示，光滑絕緣的水平面上一矩形金屬線圈  abcd的質(zhì)量為m、電阻為R、面積為S，ad邊長度為L，其右側(cè)是有左右邊界的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，ab邊長度與有界磁場區(qū)域?qū)挾认嗟�，在t=0時刻線圈以初速度v0進(jìn)入磁場，在t=T時刻線圈剛好全部進(jìn)入磁場且速度為vl，此時對線圈施加一沿運(yùn)動方向的變力F，使線圈在t=2T時刻線圈全部離開該磁場區(qū)，若上述過程中線圈的v-t圖象如圖乙所示，整個圖象關(guān)于t=T軸對稱．則下列各項(xiàng)正確的是（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，光滑絕緣的水平面上一矩形金屬線圈  abcd的質(zhì)量為m、電阻為R、面積為S，ad邊長度為L，其右側(cè)是有左右邊界的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，ab邊長度與有界磁場區(qū)域?qū)挾认嗟�，在t=0時刻線圈以初速度v0進(jìn)入磁場，在t=T時刻線圈剛好全部進(jìn)入磁場且速度為vl，此時對線圈施加一沿運(yùn)動方向的變力F，使線圈在t=2T時刻線圈全部離開該磁場區(qū)，若上述過程中線圈的v-t圖象如圖乙所示，整個圖象關(guān)于t=T軸對稱．則0-T時間內(nèi)，線圈內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為
 
，從T-2T過程中，變力F做的功為
 
．
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，光滑絕緣水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場以虛線MN為左邊界，MN的左側(cè)有一質(zhì)量m=0.1kg，bc邊長L1=0.2m，電阻R=2Ω的矩形線圈abcd．t=0時，用一恒定拉力F拉線圈，使其由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動，經(jīng)過時間1s，線圈的bc邊到達(dá)磁場邊界MN，此時立即將拉力F改為變力，又經(jīng)過1s，線圈恰好完全進(jìn)入磁場．整個運(yùn)動過程中，線圈中感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖象如圖乙所示．
（1）求線圈bc邊剛進(jìn)入磁場時的速度v1和線圈在第ls內(nèi)運(yùn)動的距離x；
（2）寫出第2s內(nèi)變力F隨時間t變化的關(guān)系式；
（3）求出線圈ab邊的長度L2．
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