题目内容
(2013?滨州一模)半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d,如图甲所示;有一变化的磁场垂直于纸面,规定向内为正,变化规律如图乙所示.在t=0时刻平行板之间的中心位置有一电荷量为+q的粒子由静止释放,粒子的重力不计,平行板电容器的充、放电时间不计.则以下说法中正确的是( )
分析:(1)由楞次定律可以判断出两极板哪个是正极,哪个是负极;
(2)由法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势,然后由匀强电场场强与电势差的关系可以求出两极板间的场强大小.
(2)由法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势,然后由匀强电场场强与电势差的关系可以求出两极板间的场强大小.
解答:解:A、由图象可知,在第1s内,磁场垂直于纸面向内,磁感应强度变大,穿过金属圆环的磁通量变大,假设环闭合,由楞次定律可知,感应电流磁场与原磁场方向相反,即感应电流磁场方向垂直于纸面向外,然后由安培定则可知,感应电流沿逆时针方向,由此可知,上极板电势低,是负极,故A错误;
B、由图象可知,在第2内,磁场垂直于纸面向内,磁感应强度变小,穿过金属圆环的磁通量变小,假设环闭合,由楞次定律可知,感应电流磁场与原磁场方向相同,即感应电流磁场方向垂直于纸面向内,然后由安培定则可知,感应电流沿顺时针方向,由此可知,上极板电势高,是正极,故B正确;
C、由楞次定律可知,在第1s与第3内上极板是正极,在第2与第4s内,下极板是正极,
因此两极板间的电场每隔1s改变一次方向,带电粒子q在第1s内向下做匀加速运动,
第2s内向下做匀减速直线运动,第2s末速度为零,在第3s内向下做匀加速直线运动,
第4s内向下做匀加速直线运动,由此可知,带电粒子一直向下运动,不会回到原来的位置,故C错误;
D、法拉第电磁感应定律可知,在第3s内产生的感应电动势:
E=
=
S=πr2×
=0.1πr2,
两极板间的电场强度为:
=
,故D正确;
故选BD
B、由图象可知,在第2内,磁场垂直于纸面向内,磁感应强度变小,穿过金属圆环的磁通量变小,假设环闭合,由楞次定律可知,感应电流磁场与原磁场方向相同,即感应电流磁场方向垂直于纸面向内,然后由安培定则可知,感应电流沿顺时针方向,由此可知,上极板电势高,是正极,故B正确;
C、由楞次定律可知,在第1s与第3内上极板是正极,在第2与第4s内,下极板是正极,
因此两极板间的电场每隔1s改变一次方向,带电粒子q在第1s内向下做匀加速运动,
第2s内向下做匀减速直线运动,第2s末速度为零,在第3s内向下做匀加速直线运动,
第4s内向下做匀加速直线运动,由此可知,带电粒子一直向下运动,不会回到原来的位置,故C错误;
D、法拉第电磁感应定律可知,在第3s内产生的感应电动势:
E=
△? |
△t |
△B |
△t |
0.1-0 |
1 |
两极板间的电场强度为:
E |
d |
0.1πr2 |
d |
故选BD
点评:本题是一道综合题,考查了楞次定律、法拉第电磁感应定律、匀强磁场场强与电势差的关系的应用,难度较大,分析清楚图象、熟练应用基础知识是正确解题的关键.
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