Question

14．如图所示，固定在水平面上的三角形金属导轨PQS顶角为θ，处于竖直向下的匀强磁场中．一根金属棒MN与金属导轨材料和横截面积相同并放在导轨上，保持MN⊥QS．金属棒MN在水平向右的拉力F作用下向右匀速运动，MN与导轨间的接触电阻和摩擦都忽略不计．则下列说法中正确的是（　　）

• A． 回路中的感应电流方向为顺时针方向，大小逐渐增大
• B． 回路中的感应电流方向为逆时针方向，大小逐渐减小
• C． 回路中的感应电流方向为逆时针方向，大小保持不变
• D． 水平拉力F的大小保持不变

Answer 1

分析 由楞次定律可以判断出感应电流方向；由E=BLv求出感应电动势的瞬时值，由欧姆定律求出电流瞬时值，然后分析感应电流是否变化，由平衡条件和安培力公式分析拉力F是否变化．

解答 解：ABC、MN向右匀速运动时，穿过回路有磁通量不断增大，由楞次定律判断知，回路中的感应电流方向为逆时针方向；
设导线棒的速度为v，金属导轨和导体棒单位长度电阻为R₀，MN从Q向右匀速运动t时间时，切割磁感线的长度为：L=vttanθ
闭合回路总电阻：R=R₀（vt+vttanθ+$\frac{vt}{cosθ}$）
感应电动势为：E=BLv
电路电流：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{Bvt•tanθ•v}{{R}_{0}（vt+vttanθ+\frac{vt}{cosθ}）}$=$\frac{Bvttanθ}{{R}_{0}（1+tanθ+\frac{1}{cosθ}）}$，由于B、v、R₀、θ不变，则感应电流I不变，故AB错误，C正确；
D、根据平衡条件得：水平拉力F的大小 F=BIL，L不断增大，则F不断增大．故D错误；
故选：C

点评 本题考查了判断电流方向、电流大小，本题的难点与易错点是：求出切割磁感线的有效长度、求出闭合回路的电阻；应用E=BLv、欧姆定律即可正确解题．