Question

3．如圖甲所示，在水平桌面上放置邊長(zhǎng)L=0.20m的正方形閉合金屬線圈abcd，線圈的匝數(shù)n=10匝，質(zhì)量m=0.10kg、總電阻R=0.10Ω，線圈與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，線圈與水平桌面的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等．線圈的右半邊處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的左邊界MN與線圈ab、cd兩邊平行且等距．從t=0時(shí)刻起，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，假設(shè)豎直向下為正方向．取g=10m/s²，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． t=1s時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E=0
• B． 線圈開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，將向左端滑動(dòng)
• C． 線圈滑動(dòng)前，其導(dǎo)線中的電流不變，一直為I=0.20A
• D． 線圈滑動(dòng)前，其產(chǎn)生的焦耳熱為Q=8.0×10^-3J

Answer 1

分析 A、由法拉第電磁感應(yīng)定律可以求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；
B、依據(jù)楞次定律與左手定則，即可求解；
CD、根據(jù)受力平衡，結(jié)合安培力與滑動(dòng)摩擦力表達(dá)式，由歐姆定律求出感應(yīng)電流，由電流的定義式求出電流，由焦耳定律可以求出線圈產(chǎn)生的焦耳熱．

解答 解：A、由法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：
E=$\frac{n△∅}{△t}$=n$\frac{△B•S}{△t}$=10×$\frac{0.1-（-0.1）}{2}$×$\frac{1}{2}$×0.2×0.2=0.02V，故A錯(cuò)誤，
B、根據(jù)安培力等于滑動(dòng)摩擦力，則有：nBIL=μmg
解得：B=$\frac{μmg}{nIL}$=$\frac{0.2×0.1×10}{10×0.2×0.2}$=0.5T；
由圖象可知，當(dāng)t=6s時(shí)，達(dá)到0.5T，開(kāi)始滑動(dòng)，
根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向adcba，再由左手定則可知，線圈向左滑動(dòng)，故B正確．
C、根據(jù)閉合電路歐姆定律，則有感應(yīng)電流：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{0.02}{0.1}$=0.2A，故C正確；
D、根據(jù)安培力等于滑動(dòng)摩擦力，則有：nBIL=μmg
解得：B=$\frac{μmg}{nIL}$=$\frac{0.2×0.1×10}{10×0.2×0.2}$=0.5T；
由圖象可知，當(dāng)t=6s時(shí)，達(dá)到0.5T，開(kāi)始滑動(dòng)，
線圈產(chǎn)生的焦耳熱：Q=I²Rt=0.2²×0.1×6=0.024J，故D錯(cuò)誤；
故選：BC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求電動(dòng)勢(shì)、判斷電流方向、求電荷量、求焦耳熱等問(wèn)題，應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、歐姆定律、電流定義式、焦耳定律即可正確解題，并掌握左手定則與右手定則的區(qū)別．