Question

10．如圖，有一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，總電阻為R的正方形金屬框，以速度v勻速垂直通過(guò)一磁感強(qiáng)度為B的寬度為2L的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，以ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，且線框從ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到全部出磁場(chǎng)所用的時(shí)間為3t₀，請(qǐng)?jiān)谙聢D的I-t坐標(biāo)系中作出在3t₀的時(shí)間內(nèi)ab導(dǎo)體的電流隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線．作圖時(shí)請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系上標(biāo)明橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，且以由a-b的電流方向?yàn)檎��?br />

Answer 1

分析 本題分三段研究：線框進(jìn)入磁場(chǎng)、完全進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)三個(gè)過(guò)程．由E=BLv、I=$\frac{E}{R}$結(jié)合求解感應(yīng)電流的大�。�由右手定則判斷感應(yīng)電流的方向，再畫出圖象．

解答 解：線框在進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過(guò)程產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小相等，感應(yīng)電流為：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$，
進(jìn)入與穿出穿出的時(shí)間為：t=$\frac{L}{v}$，
線框完全在磁場(chǎng)的時(shí)間為：t′=$\frac{2L-L}{v}$=$\frac{L}{v}$，
線框完全在磁場(chǎng)中時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量不變，感應(yīng)電流為零，
由右手定則判斷可知，進(jìn)入過(guò)程中線框中感應(yīng)電流方向沿acdba，為負(fù)方向；
穿出磁場(chǎng)過(guò)程中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda，為正方向，作出I-t圖象如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了作I-t、應(yīng)用E=BLv求出電動(dòng)勢(shì)、因感應(yīng)歐姆定律求出電流、分析清楚線框運(yùn)動(dòng)過(guò)程、求出I隨時(shí)間變化的關(guān)系即可正確解題．