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( )
10.一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行,飞机机身长为a,机翼两端点的距离为b。该空间地磁场的磁感应强度的水平分量为B1,竖直分量为B2。设驾驶员左侧机翼的端点为C,右侧机翼的端点为D,则CD两点间的电势差U为( )
13.公交一卡通(IC卡)内部有一个特定频率的电磁波接收电路。公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时,IC卡接收读卡机发出的电磁波能量,驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是( )
24.如图,一无限长通电直导线固定在光滑水平面上,金属环质量为0.02kg,在该平面上以v0=2m/s、与导线成60°角的初速度运动,其最终的运动状态是________,环中最多能产生________J的电能。
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。
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。
(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。