Question

【題目】如圖甲所示，位于同一水平面內(nèi)的兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，處在勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面，導(dǎo)軌的一端與一電阻相連，具有一定質(zhì)量的金屬桿ab放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直，當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t如圖乙變化時(規(guī)定垂直紙面向里的磁場方向為正方向)，用一平行于導(dǎo)軌的力F向左或向右拉桿ab，使它保持靜止．若規(guī)定由a→b通過桿的感應(yīng)電流方向為正方向，向右的拉力方向為正方向，則能反映通過桿的感應(yīng)電流i和拉力F隨時間t變化的圖線是(　　)

　

甲 乙

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】AC

【解析】

由題意，ab棒保持靜止，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分析回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，由閉合電路歐姆定律分析感應(yīng)電流．拉力與ab所受的安培力始終平衡，由F=BIL分析安培力，即可知道拉力的變化．

在0～0.5 s內(nèi)，B均勻增大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，回路中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢， ，根據(jù)楞次定律判斷得知，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向由b→a，為負方向．感應(yīng)電流的大小為；ab桿所受的安培力大小為FA1＝BI1L＝(B0＋2B0t)，方向向左，則拉力大小為F1＝FA1＝ (B0＋2B0t)，方向向右，為正方向；在0.5～1 s內(nèi)，B不變，穿過回路的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，安培力和拉力均為零；在1～1.5 s內(nèi)，B均勻減小，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，回路中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，，根據(jù)楞次定律判斷得知，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向由a→b，為正方向．感應(yīng)電流的大小為；ab桿所受的安培力大小為FA2＝BI2L＝ [2B0－4B0(t－1)]＝ (6B0－4B0t)，方向向右，則拉力大小為F2＝FA2＝ (6B0－4B0t)，方向向左，為負方向；故AC正確．