Question

【題目】如圖所示，不計電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上，H、P的間距很小。質量為0.2kg的細金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長為Im的正方形，其有效電阻為0.1Ω。此時在整個空間加方向與水平面成300角且與金屬桿垂直的勻強磁場，磁感應強度隨時間變化規(guī)律是B=(0.4-0.2t)T，圖示磁場方向為正方向�？�、擋板和桿不計形變。則

A. t=1s時，金屬桿中感應電流方向從D到C

B. t=3s時，金屬桿中感應電流方向從C到D

C. t=1s時，金屬桿對擋板P的壓力大小為0.2N

D. t=3s時，金屬桿對擋板P壓力大小為0.1N

Answer 1

【答案】BD

【解析】

根據(jù)楞次定律，并由時刻來確定磁場的變化，從而判定感應電流的方向；根據(jù)法拉第電磁感應定律，結合閉合電路歐姆定律、安培力表達式、力的合成與分解，即可求解.

A．當時，由磁感應強度隨時間變化規(guī)律可知：磁感應強度在減弱，由楞次定律得，金屬桿中的感應電流方向從C到D，故A錯誤；

B．當時，由磁感應強度隨時間變化規(guī)律可知：磁感應強度在反向增大，由楞次定律得，金屬桿中的感應電流方向從C到D，故B正確；

C．當時，由法拉第電磁感應定律得：感應電動勢：，

由歐姆定律得：，

則：安培力大�。�,

由左手定則可知，安培力垂直于磁場的方向斜向上，將安培力分解，可得金屬桿對擋板P的壓力大小為：，故C錯誤；

D．同理，當時，感應電動勢仍為0.1V，安培力大小仍為0.2N，方向垂直于磁感線向下，所以金屬桿對擋板P的壓力大小仍為：，故D正確。