题目内容

如图所示,一导体棒在匀强磁场中沿金属导轨做简谐运动,OO′为平衡位置,aa′和bb'分别为离开平衡位置的最大位移处,变压器原副线圈电阻不计,下列说法正确的是(  )
A.若金属棒自OO′向aa′运动过程中,电容器上极板带正电
B.若金属棒自bb′向OO′运动过程中,电容器上极板带正电
C.当金属棒通过OO′时,电容器所带电荷量最大
D.当金属棒通过aa′时,电容器所带电荷量最小

A、金属棒在磁场中做简谐运动,由于棒的切割运动,产生感应电动势,出现感应电流,当金属棒自OO′向aa′运动过程中,棒的速度减小,
根据I=
E
R
=
BLv
R
和右手定则可知,感应电流的大小在减小,方向逆时针方向,
因此导致通过与电容器相连线圈的磁场方向向上,且磁通量大小在减小,
根据楞次定律得感应电流的磁场方向向上,也产生逆时针方向电流,则有电容器上极板带正电,故A正确;
B、与A选项分析,当金属棒自bb′向OO′运动过程中,棒的速度增大,由右手定则可知,感应电流的方向逆时针方向,因此导致通过与电容器相连线圈的磁场方向向上,且磁通量大小在增大,根据楞次定律,则有:电容器上极板带负电,故B错误;
C、当金属棒通过OO′时,速度最大,产生电动势也最大,但左边的线圈磁通量变化率最小,所以电容器两端的电压最小,因此电容器所带电荷量最小,故C错误;
D、当金属棒通过aa′时,速度最小,产生电动势也最小,但则左边的线圈磁通量变化率最大,所以电容器两端的电压最大,因此电容器所带电荷量最大,故D错误;
故选:A.
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