(3分)某眼动仪可以根据其微型线圈在磁场中随眼球运动时所产…——2021 高考物理第 3 题答案解析

2021_省自主命题(重庆)

2021 重庆 第 3 题 解答题 区分题
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3.(3分)某眼动仪可以根据其微型线圈在磁场中随眼球运动时所产生的电流来追踪眼球的运动。若该眼动仪线圈面积为 S,匝数为N,处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中,线圈平面最初平行于磁场,经过时间 t 后线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为 θ 处,则在这段时间内,线圈中产生的平均感应电动势的大小和感应电流的方向(从左往右看)为(  )

A $\frac { \mathbb { N B } \mathbb { S } \mathbb { s i n } \mathbb { \theta } } { \mathrm { t } }$ ,逆时针 B $\frac { \mathbb { N B } \mathbb { S } \mathbb { c o s } ^ { \sharp } } { \mathrm { t } }$ ,逆时针 C $\frac { \mathbb { N B } \mathbb { S } \mathbb { s i n } \mathbb { \theta } } { \mathrm { t } }$ ,顺时针 D $\frac { \mathbb { N B } \mathbb { S } \subset { \mathsf { o s } } \Theta } { \mathrm { t } }$ 顺时针

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A

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【分析】根据 $\Phi { = } \mathrm { B S s i n } \Theta$ 判断穿过线圈的磁通量,然后求出磁通量的变化量,再根据法拉第电磁感应定律求出平均电动势的大小,根据楞次定律判断感应电流的方向。

【解答】解:开始时线圈与磁场额方向平行,则穿过线圈的磁通量为零;经过时间t,面积为 S 的线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为 θ 处,磁通量变化为: $\Delta \Phi { = } \mathrm { B S s i n } \theta$ ;由法拉第电磁感应定律,线圈中产生的平均感应电动势的大小为: $\mathtt { E } = \mathtt { N } \frac { \ \Delta \Phi } { \ \triangle \mathrm { ~ t ~ } } = \frac { \mathbb { N B } \bar { \sf S } \mathsf { s i n } \hat { \sf \theta } } { \mathrm { ~ t ~ } }$ 由楞次定律可判断出感应电流方向为逆时针方向。故A正确,BCD 错误。

故选:A。

【点评】该题考查楞次定律与法拉第电磁感应定律,正确求出磁通量的变化是解答的关键。

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