1.(2021·湖南永州·模擬預測)如圖所示,有界勻強磁場的寬度為L,磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里正方形abcd是粗細均勻的導體框,總電阻為4R,邊長為L,該導體框處于紙面內(nèi)。導體框在外力作用下沿對角線ac(垂直于磁場邊界)由I位置勻速運動到Ⅲ位置,速度大小為v,則( 。
A.導體框由I位置到Ⅲ位置過程中感應電流的方向保持不變
B.導體框由Ⅰ位置到Ⅱ位置過程中最大感應電流為
C.導體框由I位置到Ⅲ位置過程中通過的電荷量為
D.導體框由I位置到Ⅱ位置過程中外力的最大功率為
【答案】 D
【解析】
A.導體框由I位置到Ⅱ位置過程中磁通量增加,根據(jù)右手定則可知圖中電流方向為逆時針,導體框由Ⅱ位置到Ⅲ位置過程中磁通量減小,根據(jù)右手定則可知圖中電流方向為順時針,A錯誤;
B.導體框由Ⅰ位置到Ⅱ位置過程中當bd位于磁場兩邊界上時,導體框切割磁場的有效切割長度的最長的,為L,則產(chǎn)生的最大電動勢為
根據(jù)閉合電路歐姆定律知最大電流
故最大感應電流為
I=
B錯誤;
C.導體框由I位置運動到Ⅱ位置過程中平均感應電動勢為
則平均感應電流為
通過的電荷量
同理導體框由Ⅱ位置到Ⅲ位置過程中,平均感應電動勢為
則平均感應電流為
通過的電荷量
則導體框由I位置到Ⅲ位置過程中通過的電荷量為
C錯誤;
D.導體框由I位置到Ⅱ位置過程中,bd位于磁場左邊界上時,感應電流最大為,安培力最大為
因為勻速,合力為零,則最大外力
外力的最大功率
P=Fv
聯(lián)立,可得
P=
D正確。
故選D。