Question

【題目】如圖所示，表面粗糙的水平傳送帶在電動機(jī)的帶動下以速度v勻速運(yùn)動。在空間中邊長為2L的正方形固定區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。質(zhì)量為m，電阻為R，邊長為L的正方形金屬線圈abcd平放在傳送帶上，與傳送帶始終無相對運(yùn)動。下列說法中正確的是（ ）

A. 在線圈進(jìn)入磁場過程與穿出磁場過程中，感應(yīng)電流的方向都沿abcda方向

B. 在線圈經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中，線圈始終受到水平向左的安培力

C. 在線圈進(jìn)入磁場過程中，線圈所受靜摩擦力的功率為

D. 在線圈經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中，電動機(jī)多消耗的電能為

Answer 1

【答案】D

【解析】

傳送帶傳送線圈時提供的能量轉(zhuǎn)化為線圈的內(nèi)能和電能，由右手定則即可判斷出感應(yīng)電流的方向，由楞次定律判斷出安培力的方向，由共點(diǎn)力的平衡判斷出摩擦力的方向，電動機(jī)多消耗的電能即克服摩擦力做的功；

AB、線框向右運(yùn)動進(jìn)入向上的磁場的過程中，bc邊切割磁感線，由右手定則可知，感應(yīng)電流的方向?yàn)?/span>dcbad方向，由左手定則可知，bc邊受到的安培力的方向向左；線框向右運(yùn)動出向上的磁場的過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)?/span>abcda方向，由左手定則可知，ad邊受到的安培力的方向向左，由于磁場的寬度大于線框的寬度，所以當(dāng)線框全部在磁場中運(yùn)動的過程中，線框的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，線框不受安培力的作用，故A、B錯誤；

C、線框進(jìn)入磁場和出磁場的過程中產(chǎn)生的電動勢是相等的，都是：，回路中的電流：，受到的安培力：，線圈經(jīng)過磁場過程中與傳送帶始終無相對運(yùn)動，則進(jìn)入磁場時線圈收到的安培力和摩擦力為一對平衡力，摩擦力f=F=BIL，所以在線圈進(jìn)入磁場過程中，線圈所受靜摩擦力的功率為，故C錯誤；

D、因?yàn)榫�圈速度始終為v，所以線圈進(jìn)入和穿出磁場時受到的安培力都為，而電動機(jī)多消耗的電能即克服摩擦力做的功：，故D正確；

故選D。