题目内容

一个闭合回路由两部分组成,如图所示,右侧是电阻为r的圆形导线;置于竖直方向均匀变化的磁场B1中,左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨,宽度为d,其电阻不计.磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上,且只分布在左侧,一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上,分析下述判断正确的有(  )
分析:磁场B1均匀变化产生感应电动势,从而产生感应电流,导体棒受重力、支持力、安培力平衡,根据力的平衡求出安培力的大小和方向,从而知道电流的大小和方向,根据楞次定律判断圆形线圈中磁场的变化.
解答:解:
A、B、C导体棒静止在导轨上,所受的合力为零.根据力的平衡得知,棒所受的安培力的大小为mgsinθ,方向沿斜面向上.
所以有:B2Id=mgsinθ,则回路中的感应电流大小 I=
mgsinθ
B2d
.
根据安培力的方向,通过左手定则判断得知,通过线圈感应电流的方向从上往下看为顺时针方向.根据楞次定律,圆形线圈中的磁场可以方向向上均匀增强,也可以方向向下均匀减弱.故A、B、C正确.
D、根据P=I2r,可知圆形导线中的电热功率为P=
m2g2sin2θ
B
2
2
d2
r.故D错误.
故选:ABC.
点评:解决本题的关键通过受力平衡求出安培力的大小和方向,以及掌握左手定则判定安培力与电流方向的关系,和运用楞次定律判断感应电流方向与磁场的变化关系.
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