Question

【題目】如圖所示為三個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直紙面向外、向里和向外，磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)，在磁場(chǎng)區(qū)域的左側(cè)邊界處有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場(chǎng)方向垂直�，F(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，以初始位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定外力F向右為正，畫(huà)出外力F隨時(shí)間變化規(guī)律的圖像______。

Answer 1

【答案】圖像見(jiàn)解析；

【解析】

根據(jù)楞次定律判斷可知，安培力阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以線框所受的安培力方向向左，由平衡條件得知外力方向一直向右，為正。
t在0-時(shí)間內(nèi)，線框通過(guò)左邊的磁場(chǎng)，根據(jù)楞次定律判斷可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向沿順時(shí)針，為負(fù)值。產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E1=BLv，感應(yīng)電流為，外力等于安培力，為；在-時(shí)間內(nèi)，線框從左邊磁場(chǎng)進(jìn)入中間磁場(chǎng)，線框的左邊和右邊都產(chǎn)生磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)楞次定律判斷可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向沿逆時(shí)針，為正值。回路中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E2=2BLv，感應(yīng)電流為，外力等于安培力，為；在-時(shí)間內(nèi)，線框從中間磁場(chǎng)進(jìn)入右邊磁場(chǎng)，線框的左邊和右邊都產(chǎn)生磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)楞次定律判斷可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向沿順時(shí)針，為負(fù)值�；芈分锌偟母袘�(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E3=2BLv，感應(yīng)電流為 I3=，外力等于安培力，為F2=2BI3L=4；在-時(shí)間內(nèi)，從右邊磁場(chǎng)穿出，根據(jù)楞次定律判斷可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向沿逆時(shí)針，為正值。產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E4=BLv，感應(yīng)電流為 I4=，外力等于安培力，為F4=BI4L=；所以根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可得圖像如圖；