Question

【題目】如圖所示，不計(jì)電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上，H、P的間距很小。質(zhì)量為0.2kg的細(xì)金屬桿CD恰好無(wú)擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長(zhǎng)為1m的正方形，其有效電阻為0.1Ω。此時(shí)在整個(gè)空間加方向與水平面成30°角且與金屬桿垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律是B=（0.4﹣0.2t）T，圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎�方向，框、擋板和桿不計(jì)形變．則（　　）

A.t=1s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從D到C

B.t=3s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從D到C

C.t=1s時(shí)，金屬桿對(duì)擋板P的壓力大小為0.1N

D.t=3s時(shí)，金屬桿對(duì)擋板P的壓力大小為0.2N

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．當(dāng)t=1s時(shí)，則由磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律是B=（0.4-0.2t）T，可知磁場(chǎng)在減小，根據(jù)楞次定律可得，金屬桿中感應(yīng)電流方向從C到D，故A錯(cuò)誤；
B．同理，當(dāng)t=3s時(shí)，磁場(chǎng)在反向增加，由楞次定律可知，金屬桿中感應(yīng)電流方向從C到D，故B錯(cuò)誤；
C．當(dāng)在t=1s時(shí)，由法拉第電磁感應(yīng)定律，則有

再由歐姆定律，則有感應(yīng)電流大小

則t=1s時(shí)，那么安培力大小

F=BtIL=（0.4-0.2×1）×1×1N=0.2N

由左手定則可知，安培力垂直磁場(chǎng)方向斜向上，則將安培力分解，那么金屬桿對(duì)擋板P的壓力大小

N=Fcos60°=0.2×0.5=0.1N

故C正確；
D．同理，當(dāng)t=3s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)仍為E=0.1V，電流大小仍為I=1A，由于磁場(chǎng)的方向相反，由左手定則可知，安培力的方向垂直磁感線斜向下，根據(jù)力的合成，則得金屬桿對(duì)H的壓力大小為

N′=F′cos60°=0.2×0.5=0.1N

故D錯(cuò)誤。
故選C。