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精英家教网图示的螺线管与足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相连并固定在与水平面成θ角的平面内,间距为L的导轨电阻可忽略不计,处在垂直于斜面向上的匀强磁场B0中.横截面积为S的n匝螺线管电阻为R1,现有质量为m电阻为R2的金属杆ab垂直导轨并与导轨接触良好,若忽略螺线管磁场对金属杆ab的影响.松手后杆ab沿轨下滑,最终能匀速运动,今在螺线管内加水平向右的变化磁场,为使杆能以相同的速率匀速上滑,则磁应强度的变化率为(  )
A、沿箭头方向增强,变化率为
2mgsim
nSB0L
(R1+R2)
B、沿箭头方向减弱,变化率为
2mgsinθ
nSB0L
(R1+R2)
C、沿箭头方向增强,变化率为
mgsinθ
nSB0L
(R1+R2)
D、沿箭头方向减弱,变化率为
mgsinθ
nSB0L
(R1+R2)
分析:(1)当金属杆平衡时,所受安培力向上,结合左手定则,可确定电流方向,再根据楞次定律,即可求解穿过螺线管的磁场方向与变化;
(2)螺线管内磁场的磁感应强度的变化,导致螺线管充当电源,根据闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律可求磁感应强度B的变化率.
解答:解:(1)以金属杆ab为研究对象,根据平衡条件,可知,通过ab杆电流方向为由b到a;
根据题意可知,若沿箭头方向减弱,依据楞次定律可知,感应电流的方向即为由b到a,因此沿箭头方向减弱;
(2)根据法拉第电磁感应定律E=N
△?
△t
=nS
△B
△t

根据欧姆定律I=
E
R1+R2

得
△B
△t
=
mgsinθ
nSB0L
(R1+R2)
,故B正确,ACD错误;
故选:B
点评:由电磁感应而产生电流,再有电流产生运动,继而再产生电磁感应的联动过程要分析透,注意应用平衡条件,搞好受力分析,并能掌握楞次定律的应用.
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