Question

【題目】如圖甲所示，位于豎直面內(nèi)的兩金屬導(dǎo)軌平行且處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面．導(dǎo)軌的一端與一電阻R相連，具有一定質(zhì)量的金屬桿ab放在導(dǎo)軌上且接觸良好并與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌上有支撐水平金屬桿的套環(huán)，使金屬桿始終保持靜止．當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按如圖乙所示變化時(shí)（規(guī)定垂直紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎�），若�?guī)定套環(huán)對(duì)金屬桿的支持力向上為正，則如圖所示反映金屬桿所受的支持力F隨時(shí)間t變化和電阻R的發(fā)熱功率P隨時(shí)間t變化的圖線可能正確的是（　　）

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】AC

【解析】

在0-0.5s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(dòng)勢(shì)：，根據(jù)楞次定律判斷得知，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向沿b→a，為負(fù)方向。感應(yīng)電流的大小為，ab棒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0.5-1s內(nèi)，B不變，穿過(guò)回路的磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，安培力和拉力均為零；在1-2s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(dòng)勢(shì)：，根據(jù)楞次定律判斷得知，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向沿a→b，為正方向。感應(yīng)電流的大小為，ab棒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(fù)方向；故知A正確。有前面分析的電流大小，結(jié)合功率公式：P=I2R知，C圖象正確；故選AC。