Question

【题目】如图甲所示，位于竖直面内的两金属导轨平行且处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面．导轨的一端与一电阻R相连，具有一定质量的金属杆ab放在导轨上且接触良好并与导轨垂直，导轨上有支撑水平金属杆的套环，使金属杆始终保持静止．当磁场的磁感应强度B随时间t按如图乙所示变化时（规定垂直纸面向里的磁场方向为正），若规定套环对金属杆的支持力向上为正，则如图所示反映金属杆所受的支持力F随时间t变化和电阻R的发热功率P随时间t变化的图线可能正确的是（　　）

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】AC

【解析】

在0-0.5s内，B均匀增大，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生恒定的感应电动势：，根据楞次定律判断得知，ab中产生的感应电流方向沿b→a，为负方向。感应电流的大小为，ab棒所受的安培力大小为FA1=BI1L=（B0+2B0t），方向向左，则拉力大小为F1=FA1=（B0+2B0t），方向向右，为正方向；在0.5-1s内，B不变，穿过回路的磁通量不变，没有感应电流产生，安培力和拉力均为零；在1-2s内，B均匀减小，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生恒定的感应电动势：，根据楞次定律判断得知，ab中产生的感应电流方向沿a→b，为正方向。感应电流的大小为，ab棒所受的安培力大小为FA2=BI2L=[2B0-4B0（t-1）]= （6B0-4B0t），方向向右，则拉力大小为F2=FA2=（6B0-4B0t），方向向左，为负方向；故知A正确。有前面分析的电流大小，结合功率公式：P=I2R知，C图象正确；故选AC。