题目内容
【题目】如图甲所示,质量m=3.0×10-3kg的金属细框竖直放置在两水银槽中,细框的水平细杆CD长l=0.20 m,处于磁感应强度大小B1=1.0 T、方向水平向右的匀强磁场中。有一匝数n=300、面积S=0.01 m2 的线圈通过开关K与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示。t=0.22 s时闭合开关K,细框瞬间跳起(细框跳起瞬间安培力远大于重力),跳起的最大高度h=0.20 m。不计空气阻力,重力加速度 g=10 m/s2,下列说法正确的是
A. 0~0.10 s内线圈中的感应电动势大小为3 V
B. 开关K闭合瞬间,CD中的电流方向为由C到D
C. 磁感应强度B2的方向竖直向下
D. 开关K闭合瞬间,通过CD的电荷量为0.03 C
【答案】BD
【解析】A、由图示图象可知,内:,线圈中的感应电动势大小:,故选项A错误;
B、由题可知细杆CD所受安培力方向竖直向上,由左手定律可知,电流方向为:,由安培定则可知感应电流的磁场方向竖直向上,由图示图象可知,在内穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律可知,磁感应强度方向:竖直向上,故选项B正确,选项C错误;
D、对细框,由动量定理得:,细框竖直向上做竖直上抛运动:,电荷量:,解得:,故选项D正确。
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