Question

【题目】如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小。质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为0.1Ω。此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B=（0.4﹣0.2t）T，图示磁场方向为正方向，框、挡板和杆不计形变．则（　　）

A.t=1s时，金属杆中感应电流方向从D到C

B.t=3s时，金属杆中感应电流方向从D到C

C.t=1s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1N

D.t=3s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.2N

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．当t=1s时，则由磁感应强度随时间变化规律是B=（0.4-0.2t）T，可知磁场在减小，根据楞次定律可得，金属杆中感应电流方向从C到D，故A错误；
B．同理，当t=3s时，磁场在反向增加，由楞次定律可知，金属杆中感应电流方向从C到D，故B错误；
C．当在t=1s时，由法拉第电磁感应定律，则有

再由欧姆定律，则有感应电流大小

则t=1s时，那么安培力大小

F=BtIL=（0.4-0.2×1）×1×1N=0.2N

由左手定则可知，安培力垂直磁场方向斜向上，则将安培力分解，那么金属杆对挡板P的压力大小

N=Fcos60°=0.2×0.5=0.1N

故C正确；
D．同理，当t=3s时，感应电动势仍为E=0.1V，电流大小仍为I=1A，由于磁场的方向相反，由左手定则可知，安培力的方向垂直磁感线斜向下，根据力的合成，则得金属杆对H的压力大小为

N′=F′cos60°=0.2×0.5=0.1N

故D错误。
故选C。