Question

13．如图甲所示，光滑导轨放置在水平面上，匀强磁场竖直向下，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示（规定向下为正方向），导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力F的正方向，则在0～t₁时间内，图中能正确反映流过导体棒ab的电流i或导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 由法拉第电磁感应定律可分析电路中的电动势，则可分析电路中的电流，根据楞次定律判断感应电流的方向；由安培力公式可得出安培力的表达式，则可得出正确的图象．

解答 解：A、B、由法拉第电磁感应定律，则有：E=$\frac{△∅}{△t}$=$\frac{S•△B}{△t}$，由图乙知，B的变化率不变，即$\frac{△B}{△t}$保持不变，则感应电动势保持不变，电路中电流I不变；根据楞次定律判断得知ab中感应电流沿b→a，为负值．故A错误，B也错误．
C、D、由安培力F=BIL可知，电路中安培力随B的变化而变化，当B为负值时，根据楞次定律判断可知ab中感应电流从a到b，安培力的方向垂直于磁感线斜向右下方，如图所示，根据平衡条件可知，水平外力水平向左，为负，大小为 F=BIL=（B₀-$\frac{{B}_{0}}{{t}_{0}}$t）IL；
同理，B为正值时，水平外力水平向右，为正，大小为 F=$\frac{{B}_{0}}{{t}_{0}}$（t-t₀）IL；故C错误，D正确；
故选：D．

点评 对于图象问题，关键要熟练运用法拉第电磁感应定律、安培力、左手定则等规律，得到物理量的表达式，再研究图象的意义．可定性判断与定量、排除法和直判法相结合的方法进行解答．