使金属杆由静止开始向右在导轨上滑动,运动中金属杆ab始终垂直于导轨。图
乙为一段时间内金属杆受到的安培力F安随时间t的变化关系,则下列选项可以表示外力F随时间t变化的图像是( )
[解析] 由感应电动势E=BLv,电流I=得到安培力F安=BIL=,由题图可知F安∝t,则v∝t,说明金属杆ab做匀加速运动,那么v=a1t,根据牛顿第二定律得F-F安=ma1,则F=F安+ma1=+ma1,选项B正确。
[答案] B
[例3] 如图所示,在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场,其宽度均为L。现将宽度也为L的矩形闭合线圈,从图中所示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域,则在该过程中,下列选项中能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图像是( )
[思路点拨]
解决线框进出磁场的问题可以借鉴以下思路
(1)观察线框是什么形状的,判断切割磁感线的有效长度是否变化、如何变化;
(2)若只有一个磁场且足够宽,关注两个过程即可:进入磁场的过程,离开磁场的过程;
(3)若有两个不同的磁场,还需注意两条边分别在不同磁场时产生感应电流方向的关系。
[解析] 由楞次定律可知,当矩形闭合线圈进入磁场和出磁场时,磁场力总是阻碍线圈的运动,方向始终向左,所以外力始终水平向右,因安培力的大小不同且在中间时最大,故选项D是正确的,选项C是错误的。当矩形闭合线圈进入磁场时,由法拉第电磁感应定律判断,感应电流的大小在中间时是最大的,所以选项A、B是错误的。