题目内容

如图(甲)所示,圆形金属框与一个平行金属导轨相连接,并置于水平桌面上.圆形金属框面积为S,内有垂直于线框平面的磁场,磁感应强度B1随时间t的变化关系如图(乙)所示,0-1s内磁场方向垂直线框平面向里.长为L,电阻为R的导体棒置于平行金属导轨上,且与导轨接触良好.导轨和导体棒处于另一匀强磁场中,其磁感应强度恒定为B2,方向垂直导轨平面向里.若不计其余各处的电阻,当导体棒始终保持静止时,其所受的静摩擦力f(设向右为力的正方向)随时间变化的图象为(  )
分析:通过线圈的磁场1随着时间的变化,由法拉第电磁感应定律可算出产生感应电动势大小,线圈中出现感应电流,导致导体棒处于磁场2中受到安培力的作用,由于棒始终处于静止,则可确定静摩擦力的方向及大小.
解答:解:在0到1秒内磁感应强度B1随时间t的均匀增加,则由法拉第电磁感应定律得感应电动势恒定不变,则电流也不变.再由楞次定律可得感应电流方向逆时针,则根据左手定则可得导体棒受到的安培力的方向为向左,大小恒定,所以棒受到的静摩擦力方向为向右,即为正方向.且大小也恒定.
而在1秒到2秒内磁感应强度大小不变,则线圈中没有感应电动势,所以没有感应电流,则也没有安培力.因此棒不受静摩擦力.故A正确.
故选:A
点评:本题让学生掌握法拉第电磁感应定律来算出感应电动势大小,而楞次定律来确定感应电流的方向,左手定则来判定安培力的方向.
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