Question

4．如圖所示，平行虛線之間有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁場左右寬度為L，磁感應強度大小為B．一等腰梯形線圈ABCD所在平面與磁場垂直，AB邊剛好與磁場右邊界重合，AB長等于L，CD長等于2L，AB、CD間的距離為2L，線圈的電阻為R．先讓線圈向右以恒定速度v勻速運動，從線圈開始運動到CD邊剛好要進入磁場的過程中（　　）

• A． 線圈中感應電流沿逆時針方向
• B． 線圈中感應電動勢大小為BLv
• C． 通過線圈截面的電量為$\frac{B{L}^{2}}{R}$
• D． 線圈克服安培力做的功為$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{4R}$

Answer 1

分析 當線圈向右運動時穿過線圈的磁通量增加，根據(jù)楞次定律判斷感應電流的方向．根據(jù)公式E=BLv，L是有效切割長度，求解感應電動勢．根據(jù)q=$\frac{△Φ}{R}$求解電量．克服安培力做的功等于線圈產(chǎn)生的焦耳熱．

解答 解：A、當線圈向右運動時穿過線圈的磁通量在增加，根據(jù)楞次定律判斷知，感應電流沿逆時針方向，故A正確．
B、設∠ADC=θ，由幾何知識可得：cotθ=$\frac{\frac{L}{2}}{2L}$=$\frac{1}{4}$．磁場左右寬度為L，線圈有效的切割長度為
2Lcotθ=$\frac{L}{2}$
所以線圈中感應電動勢大小為 E=B•$\frac{L}{2}$v=$\frac{1}{2}$BLv．故B錯誤．
C、通過線圈截面的電量為 q=$\frac{△Φ}{R}$=$\frac{B•（\frac{2L+\frac{3}{2}L}{2}•L-\frac{\frac{3}{2}L+L}{2}•L）}{R}$=$\frac{B{L}^{2}}{2R}$，故C錯誤．
D、由B項分析知線圈產(chǎn)生的感應電動勢不變，克服安培力做的功等于線圈產(chǎn)生的焦耳熱，則克服安培力做的功為 W=$\frac{{E}^{2}}{R}$t=$\frac{（\frac{1}{2}BLv）^{2}}{R}$$•\frac{L}{v}$=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{4R}$．故D正確．
故選：AD．

點評 解決本題的關(guān)鍵要正確理解感應電動勢公式E=BLv中L的含義，知道L是有效切割長度，即與線圈速度垂直的導線長度．由于是選擇題，感應電荷量公式q=$\frac{△Φ}{R}$可以直接運用．