Question

两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个多匝线圈相连，线圈的匝数为n，电阻为r，线圈中有竖直方向均匀变化的磁场，电阻R与金属板连接如图所示，两板间有一个质量为m，电荷量为-q的油滴恰好处于静止状态，则关于线圈中的磁感应强度B的变化情况和线圈中磁通量的变化率k，下列说法正确的是（ ）

A．磁感应强度B竖直向上且正在减弱，
B．磁感应强度B竖直向下且正在减弱，
C．磁感应强度B竖直向上且正在增强，
D．磁感应强度B竖直向下且正在增强，

Answer 1

【答案】分析：电荷量+q的油滴恰好静止金属板间，受到的电场力与重力平衡，由平衡条件可求出金属板间的电压．此电压等于R两端的电压．根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律结合求出磁通量的变化率，由楞次定律确定磁感应强度B的变化情况．
解答：解：由题，电荷量+q的油滴恰好静止金属板间，受到的电场力与重力平衡，由平衡条件得知，油滴受到的电场力竖直向上，则金属板上板带负电，下板带正电．
A、C若磁感应强度B竖直向上，B正在增强时，根据楞次定律得知，线圈中产生的感应电动势是下负上正，金属板下板带负电，上板带正电，油滴不能平衡，则磁感应强度B竖直向上且B正在减弱时，油滴能保持平衡．根据法拉第电磁感应定律得：
     E=n ①
金属板间的电压为  U=E，②
要使油滴平衡，则有
     q=mg  ③
联立①②③得：=．故A错误，C也错误．
B、D同理可知，磁感应强度B竖直向下且正增强时，=，油滴能保持静止．故B错误，D正确．
故选D
点评：本题是电磁感应与电路、电场、力学等知识的综合应用．对于电磁感应问题，要楞次定律判断感应电动势、法拉第定律研究感应电动势大小是常用的思路．