如圖*所示,位於豎直面內的兩金屬導軌平行且處在勻強磁場中,磁場方向垂直於導軌平面.導軌的一端與一電阻R相連,具...
問題詳情:
如圖*所示,位於豎直面內的兩金屬導軌平行且處在勻強磁場中,磁場方向垂直於導軌平面.導軌的一端與一電阻R相連,具有一定質量的金屬桿ab放在導軌上且接觸良好並與導軌垂直,導軌上有支撐水平金屬桿的套環,使金屬桿始終保持靜止.當磁場的磁感應強度B隨時間t按如圖乙所示變化時(規定垂直紙面向裡的磁場方向為正),若規定套環對金屬桿的支援力向上為正,則如圖所示反映金屬桿所受的支援力F隨時間t變化和電阻R的發熱功率P隨時間t變化的圖線可能正確的是( )
A. B.
C. D.
【回答】
AC
【解析】
在0-0.5s內,B均勻增大,根據法拉第電磁感應定律可知,迴路中產生恆定的感應電動勢:,根據楞次定律判斷得知,ab中產生的感應電流方向沿b→a,為負方向。感應電流的大小為,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,B不變,穿過迴路的磁通量不變,沒有感應電流產生,安培力和拉力均為零;在1-2s內,B均勻減小,根據法拉第電磁感應定律可知,迴路中產生恆定的感應電動勢:,根據楞次定律判斷得知,ab中產生的感應電流方向沿a→b,為正方向。感應電流的大小為,ab棒所受的安培力大小為
,方向向右,則拉力大小為F2=FA2=(6B0-4B0t),方向向左,為負方向;故知A正確。有前面分析的電流大小,結合功率公式:P=I2R知,C圖象正確;故選AC。
知識點:楞次定律
題型:選擇題
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