Question

如圖甲所示，豎直放置的長直導線MN通有圖示方向的恒定電流I，有一閉合矩形金屬框abcd與導線在同一平面內，在金屬框內部通有如圖乙所示的變化磁場（規定垂直于紙面向里為磁場的正方向），下列說法正確的是（　　）

A．0～t₁時間內，MN與ab相斥

B．t₂～t₃時間內，MN與ab相吸

C．t₁時刻MN與ab作用力最小

D．t₂時刻MN與ab作用力最小

Answer 1

分析：根據磁場與時間的變化關系，由楞次定律可確定線圈產生的感應電流方向，再由右手螺旋定則可判定線圈所處磁場的方向，從而根據左手定則可確定安培力的方向得出結果．

解答：解：A、0～t₁時間內，垂直向里的磁場在增強，導致穿過線圈中的磁通量變大，由楞次定律可知，產生的感應電流方向逆時針；而由右手螺旋定則可知，通電直導線在線圈處產生的磁場方向，垂直紙面向外，所以根據左手定則可確定邊ab所受到的安培力方向水平向左，而邊cd所受到的安培力方向水平向右，由于向左的安培力大于向右的，則MN與ab吸引，故A錯誤；
B、t₂～t₃時間內，垂直向外的磁場在增強，導致穿過線圈中的磁通量變大，由楞次定律可知，產生的感應電流方向順時針；而由右手螺旋定則可知，通電直導線在線圈處產生的磁場方向，垂直紙面向外，所以根據左手定則可確定邊ab所受到的安培力方向水平向右，而邊cd所受到的安培力方向水平向左，由于向右的安培力大于向左的，則MN與ab排斥，故B錯誤；
C、在t₁時刻，磁場的變化率最小，則產生感應電動勢也最小，感應電流也最小，所以在此處所受到的安培力也最小，故C正確；
D、在t₂時刻，磁場的變化率最大，則產生感應電動勢也最大，感應電流也最大，所以在此處所受到的安培力也最大，故D錯誤；
故選：C

點評：考查右手螺旋定則、楞次定則、左手定則，及法拉第電磁感應定律，得出電流方向同向的相互吸引，電流方向反向的相互排斥．且磁場與時間的圖象斜率表示磁場的變化．