Question

【題目】如圖甲所示，“U”形金屬導(dǎo)軌ABCD固定在絕緣水平面上，金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，剛好構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為L=1m的正方形，整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖乙所示，金屬棒始終不動(dòng)，回路中的總電阻為2Ω，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.t=1s時(shí)，金屬棒中的電流方向?yàn)閺?/span>b到a

B.t=3.5s時(shí)回路中的瞬時(shí)電功率比t=4s時(shí)回路中的瞬時(shí)電功率小

C.0~2s內(nèi)通過(guò)金屬棒截面的電量為1C

D.金屬棒受到的摩擦力最大值為4N

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．由圖乙可知t=1s時(shí)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上均勻增加，由楞次定律可知感應(yīng)電流由a到b，故A錯(cuò)誤；

B．由圖乙可知在t=3.5s和t=4s時(shí)磁場(chǎng)的變化率是一樣的，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流一樣，根據(jù)：

可知回路中的瞬時(shí)電功率一樣，故B錯(cuò)誤；

C．根據(jù)電流的定義式有：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：

由閉合電路歐姆定律有：

聯(lián)立可得在0~2s內(nèi)通過(guò)金屬棒截面的電量為：

故C正確；

D．因?yàn)榇诉^(guò)程中金屬棒始終不動(dòng)，所以摩擦力始終等于安培力，故根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律可知當(dāng)磁場(chǎng)變化率越大，且磁場(chǎng)越大時(shí)安培力越大，即當(dāng)t=2s或t=5s時(shí)安培力最大，故有：

故D錯(cuò)誤。

故選C。