Question

【题目】如图甲所示，质量为 2.0×10-3 kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中，“”形框的水平部分CD长为 0.20 m，处于磁感应强度大小为B1= 0.1T、方向水平向右的匀强磁场中，有一匝数为300匝、横截面积为 0.01m2的竖直放置的线圈，通过开关S与两水银槽相连，线圈内有沿轴线方向通过的磁场，其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示，在t = 0.22 s时闭合开关S，细框瞬间跳起（细框跳起瞬间安培力远大于重力），跳起的最大高度为0.20 m，不计空气阻力，重力加速度取g = 10 m/s2，下列说法正确的是（ ）

A. 开关S闭合瞬间，CD中的电流方向由D到C

B. 磁感应强度B2的方向竖直向下

C. 开关S闭合瞬间，通过CD的电荷量为0.2 C

D. 0 ~ 0.10s内线圈中的感应电动势大小为3 V

Answer 1

【答案】C

【解析】A：开关S闭合瞬间，CD所受安培力的方向竖直向上，由左手定则可知，CD中的电流方向由C到D。故A项错误。

B：由安培定则可知感应电流的磁场方向向上，由乙图知线圈中磁通量减小，据楞次定律可得：原磁场方向与感应磁场方向相同，即磁感应强度B2的方向竖直向上。故B项错误。

C：对细框瞬间跳起（细框跳起瞬间安培力远大于重力）应用动量定理可得：

线框跳起后做竖直上抛运动，则

开关S闭合瞬间，通过CD的电荷量

联立解得：。故C项正确。

D：0 ~ 0.10s内线圈中的感应电动势，故D项错误。