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一匀强磁场,磁场方向垂直纸面,规定向里的方向为正.在磁场中有一细金属圆环,线圈平面位于纸面内,如图3-2-5(甲)所示,现令磁感应强度B随时间t变化,先按图(乙)所示的Oa图线变化,后来又按bccd变化,令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小,I1I2I3分别表示对应的感应电流,则(  )

图3-2-5

A.E1>E2I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向

B.E1<E2I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向

C.E1<E2I1沿顺时针方向,I2沿逆时针方向

D.E2=E3I2沿顺时针方向,I3沿顺时针方向

答案

解析:(1)感应电流方向的判定用B表示外加的磁场,用B表示感应电流产生的磁场,细金属圆环中磁通量的增加或减少是由外加磁场的变化引起的,由题知,图线Oabc表示外加磁场方向向里,图线cd表示外加磁场方向向外,当B沿图线Oa变化时,外加磁场向里的磁通量增加,则B方向与B方向相反,B方向向外;当B沿图线bc变化时,外加磁场的向里的磁通量减少,则B方向与B方向相同,B方向向里;当B沿图线cd变化时,外加磁场的向外的磁通量增加,则B方向与B方向相反,B方向向里,再由安培定则,得以判断,外加磁场沿Oa变化时,感应电流方向是逆时针方向,磁场沿图线bccd变化时,感应电流方向是顺时针方向.

(2)感应电动势大小的判断

根据法拉第电磁感应定律,有E=ΔФ/Δt,又本题的ΔФ=SΔB,故E=ΔФ/Δt=SΔB/Δt,其中,ΔB/Δt就表示图线Oabccd段的斜率大小,因Oa段的斜率绝对值小于bd段斜率的绝对值(bccd两段斜率相等),故Oa段对应的感应电动势E1小于bd对应的感应电动势E2=E3,即E1<E2=E3.

答案:BD

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