题目
练习:一半圆形的闭合金属导线绕轴0在矩形均匀分布的恒定磁场-|||-中作逆时针方向的匀速转动。下列图中能表示导线中感应电动势-|||-函数关系的曲线为 ()-|||-XXXXXX-|||-s;t XXXXX-|||-xxxxx-|||-0 t-|||-x x×x×x-|||-ε; 0-|||-B-|||-0 t-|||-ε2↑-|||-0 t-|||-ε-|||-0 t

题目解答
答案

解析
步骤 1:理解题意
题目描述了一半圆形的闭合金属导线绕轴0在矩形均匀分布的恒定磁场中作逆时针方向的匀速转动。我们需要找出能表示导线中感应电动势函数关系的曲线。
步骤 2:分析感应电动势
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势E与磁通量的变化率成正比,即E = -dΦ/dt。其中,Φ是磁通量,dΦ/dt是磁通量的变化率。对于半圆形导线,当它在磁场中转动时,磁通量的变化率取决于导线的有效长度和磁场的分布。
步骤 3:分析有效长度
当半圆形导线进入磁场时,有效长度逐渐增加,直到导线完全进入磁场,此时有效长度达到最大。然后,当导线开始离开磁场时,有效长度逐渐减小,直到导线完全离开磁场,此时有效长度为零。因此,感应电动势的大小与导线的有效长度成正比。
步骤 4:分析感应电动势的方向
根据楞次定律,感应电动势的方向总是阻碍磁通量的变化。当导线进入磁场时,磁通量增加,感应电动势的方向与导线的运动方向相反,即逆时针方向。当导线离开磁场时,磁通量减少,感应电动势的方向与导线的运动方向相同,即顺时针方向。
步骤 5:选择正确的曲线
根据上述分析,感应电动势的大小与导线的有效长度成正比,且方向在导线进入和离开磁场时相反。因此,正确的曲线应该是先增加后减小,且在导线完全进入和离开磁场时,感应电动势为零。根据题目给出的选项,只有选项A符合这一特点。
题目描述了一半圆形的闭合金属导线绕轴0在矩形均匀分布的恒定磁场中作逆时针方向的匀速转动。我们需要找出能表示导线中感应电动势函数关系的曲线。
步骤 2:分析感应电动势
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势E与磁通量的变化率成正比,即E = -dΦ/dt。其中,Φ是磁通量,dΦ/dt是磁通量的变化率。对于半圆形导线,当它在磁场中转动时,磁通量的变化率取决于导线的有效长度和磁场的分布。
步骤 3:分析有效长度
当半圆形导线进入磁场时,有效长度逐渐增加,直到导线完全进入磁场,此时有效长度达到最大。然后,当导线开始离开磁场时,有效长度逐渐减小,直到导线完全离开磁场,此时有效长度为零。因此,感应电动势的大小与导线的有效长度成正比。
步骤 4:分析感应电动势的方向
根据楞次定律,感应电动势的方向总是阻碍磁通量的变化。当导线进入磁场时,磁通量增加,感应电动势的方向与导线的运动方向相反,即逆时针方向。当导线离开磁场时,磁通量减少,感应电动势的方向与导线的运动方向相同,即顺时针方向。
步骤 5:选择正确的曲线
根据上述分析,感应电动势的大小与导线的有效长度成正比,且方向在导线进入和离开磁场时相反。因此,正确的曲线应该是先增加后减小,且在导线完全进入和离开磁场时,感应电动势为零。根据题目给出的选项,只有选项A符合这一特点。