EJU 2025 年第 1 回 物理 第 18 题

考点
电磁感应定律
领域
电磁学
难度
中等
标准答案
①

解析摘要

标准解析

靠近远离与端子极性

先按 dd–tt 图判断运动方向,而不是比较距离大小。t0t_0 到 t2t_2,dd 逐渐减小,磁铁 N 极靠近线圈;t2t_2 到 t4t_4 则远离,磁通变化方向相反。

N 极靠近时,穿过线圈的原磁通增大。由楞次定律,感应磁场要阻碍这一增加,线圈朝磁铁的右端应表现为 N 极,以排斥正在靠近的 N 极。从磁铁一侧看,产生这个磁极所需的等效环流为逆时针。沿原图绕线追踪,该环流对应线圈内部从 b 到 a 的感应驱动方向。

若接上外部负载,电流会从 a 流出、经负载回到 b,因此开路时 a 是高电位端。故所求区间是 t0t_0 到 t2t_2 的内部。远离时感应方向反转,a低于b;t0,t2,t4t_0,t_2,t_4 为距离极值,速度瞬时为0,电动势也为0。端点不属于严格电位不等式成立的时刻。

图中的 t1,t3,t5t_1,t_3,t_5 不是距离极值,而处在靠近或远离的中途;它们不能作为极性转换的边界。极性由磁通增减决定,而磁通随距离单调变化,所以边界发生在 t0,t2,t4t_0,t_2,t_4。t4t_4 后到 t5t_5 也同样是靠近、a高,但给定的完整候选区间中只有 t0t_0 到 t2t_2 全段满足。题目是选择所列区间,不应把另一段的存在误当成首段不正确。

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