题目内容

10.如图甲所示,光滑导体框架abcd水平放置,质量为m的导体棒PQ平行于bc放在ab、cd上,且正好卡在垂直于轨道平面的四枚光滑小钉之间.回路总电阻为R,整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中,磁场的磁感强度B随时间t的变化情况如图乙所示(规定磁感强度方向向上为正),则在0-t时间内,关于回路内的感应电流I及小钉对PQ的弹力N,下列说法中正确的是(  )
A.I的大小和方向都在变化B.I的大小和方向都不变化
C.N的大小和方向都发生变化D.N的大小不变,方向发生了变化

分析 由图乙可知磁场均匀变化,根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流,根据左手定则可知导体棒开始受到水平向右逐渐减小的安培力,当B=0时,安培力为零,当磁场反向时,导体棒受到水平向左的逐渐增大的安培力,分析清楚安培力的情况,然后对导体棒进行正确受力分析,即可正确判断弹力的变化情况.

解答 解:A、根据法拉第电磁感应定律可知,正向磁场大小减小,且均匀减小,导致在线圈中产生恒定的感应电流,方向逆时针;当反向磁场大小增大时,由于均匀增加,故产生感应电流恒定,且方向逆时针.所以I的大小和方向都不变化,故A错误,B正确;
C、根据安培力大小可知,电流大小恒定,由于磁场的大小与方向变化,所以导致导体棒PQ受到先向右的安培力减小,后向左的安培力增大,小钉N的大小和方向都发生变化,故C正确,D错误;
故选:BC.

点评 正确分析清楚过程中安培力的变化是解题关键,本题也可用排除法,注意安培力的方向由左手定则来确定,受到磁场与电流的方向决定.

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