Question

如图所示，一导体棒在匀强磁场中沿金属导轨做简谐运动，OO′为平衡位置，aa′和bb′分别为离开平衡位置的最大位移处，则

A.若金属棒自OO′向aa′运动过程中，电容器上极板带正电

B.若金属棒自bb′向OO′运动过程中，电容器上极板带正电

C.当金属棒通过OO′时，电容器所带电荷量最大

D.当金属棒通过aa′时，电容器所带电荷量最大

Answer 1

AD    金属棒自OO′向aa′运动过程中，速度减小，产生的感应电动势上正下负，感应电流沿逆时针方向，由于电流减小使原线圈中磁通量减小，磁通量的变化率增大，副线圈中感应电流的磁场方向与原来通过副线圈中的磁场方向相同（向上），所以副线圈中电流方向也是逆时针方向，且感应电动势增大，感应电流减小（电流超前电动势T/4），电容器充电，上极板带正电，A对B错.当金属棒通过OO′时，金属棒产生的感应电动势最大，感应电流最大，但感应电流的变化率为零，原线圈中磁通量变化率为零，所以副线圈中感应电动势为零而感应电流最大，电容器放电完毕，带电荷量最小，C错D对.本题考查电磁感应中导体棒切割磁感线模型、简谐运动产生正弦交流电、变压器和交变电动势与通过电容器的电流与电动势的相位关系，其中相位关系的判断易错.