选择题6.0分
物理

7.如图所示,表面粗糙的水平传递带在电动机的带动下以速度v 匀速运动,在空间中边长为2L的正方形固定区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。质量为m,电阻为R,边长为L的正方形金属线圈abcd平放在传送带上,与传送带始终无相对运动,下列说法中正确的是

A

在线圈进入磁场过程与穿出磁场过程中,感应电流的方向都沿abcda方向

B

在线圈穿过磁场区域的过程中,线圈始终受到水平向左的安培力

C

在线圈进入磁场过程中,线圈所受静摩擦力的功率为

D

在线圈穿过磁场区域的过程中,电动机多消耗的电能为

正确答案及相关解析

正确答案

D

解析

A、线框向右运动,在线圈进入磁场过程,由右手定则可知,感应电流的方向为adcba,出磁场的过程中,ad边切割磁感线,由右手定则可知,感应电流的方向为abcda方向,故A错误;

B、线框向右运动,进入向上的磁场的过程中,bc边切割磁感线,由右手定则可知,感应电流的方向为adcba方向,由左手定则可知,bc边受到的安培力的方向向左,线框向右运动,出向上的磁场的过程中,感应电流的方向为abcda方向,由左手定则可知,ad边受到的安培力的方向向左,由于磁场的宽度大于线框的宽度,所以当线框全部在磁场中运动的过程中,线框的磁通量不变,没有感应电流,线框不受安培力的作用,故B错误;

C、线框进入磁场和出磁场的过程中产生的电动势是相等的,都是:E=BLv,回路中的电流:,受到的安培力:F=BIL,则阻力f=F=BIL,所以在线圈进入磁场过程中,线圈所受静摩擦力的功率为,故C错误;

D、进入磁场的时间与出磁场的时间相等,都是:,所以克服安培力做的功:,故D正确.

考查方向

功能关系;功率、平均功率和瞬时功率

解题思路

传送带传送时提供的能量转化为线圈的内能和电能,由右手定则即可判断出感应电流的方向,由楞次定律判断出安培力的方向,由共点力的平衡判断出摩擦力的方向,由功能关系即可判断出产生的电能.

易错点

理解从能量的角度研究电磁感应现象,掌握焦耳定律、E=BLv、欧姆定律和能量如何转化是解题的关键.

知识点

通电直导线在磁场中受到的力 法拉第电磁感应定律 楞次定律

教师点评

本题考查了功能关系;功率、平均功率和瞬时功率,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与动能定理等知识点交汇命题.