选择题3.0分
物理

15. 如图所示,光滑绝缘的水平面上,一个边长为L的正方形金属框,在水平恒力F作用下运动,穿过方向如图的有界匀强磁场区域。磁场区域的宽度为d(d >L)。已知ab边进入磁场时,线框的加速度恰好为零。则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较,下列分析正确的是(    )

A

线框中产生的感应电流方向相反

B

所受的安培力方向相反

C

两过程所用时间相等

D

进入磁场的过程中线框产生的热量较少

正确答案及相关解析

正确答案

AD

解析

根据右手定则判定也进入磁场过程感应电流方向是顺时针方向,穿出过程感应电流的方向是逆时针方向,所以产生的感应电流方向相反,所以A项正确;根据左手定则可判定进入和穿出过程所受的安培力都是向左的,方向相同,所以B选项错误;ab边进入磁场时,线框的加速度恰好为零,所以进入时做匀速直线运动,完全进入磁场后,穿过线圈的磁通量不再变化,线圈中不再产生感应电流,线圈也不受安培力,线圈在恒力F的作用下会加速运动,所以穿出磁场时速度比进入时要大,根据安培力公式和法拉第电磁感应定律得,所以安培力将大于拉力F,线圈将做减速运动,但最多减速到进入磁场时的速度,线圈又做匀速运动,所以穿出磁砀时的线圈的平均速度大于进入磁场时线圈的平均速度,而进出过程位移相等,所以穿出磁砀过程时间较短,所以C项错误;进入磁场过程线圈速度较小,所以所受的安培力较小,克服安培力所做的功较少,产生的热量也较少,所以D项正确。

考查方向

本题考查了利用右手定则判定感应电流的方向和利用左手定则判定安培力的方向,电磁感应中力和运动以及能量的转化,本题是一个综合性的问题考查的知识点较多,这也是高考中的热点。

易错点

(1)利用右手定则判定感应电流的方向和利用左手定则判定安培力的方向左右手定则容易混淆。

(2)线圈完全进入磁场后,穿过线圈的磁通量不再变化,线圈中不再产生感应电流,线圈也不受安培力,线圈在恒力F的作用下会加速运动,这个过程容易错误的认为成匀速度运动。

知识点

右手定则 电磁感应中的能量转化