如图*所示,位于竖直面内的两金属导轨平行且处在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面.导轨的一端与一电阻R相连,具...
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如图*所示,位于竖直面内的两金属导轨平行且处在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面.导轨的一端与一电阻R相连,具有一定质量的金属杆ab放在导轨上且接触良好并与导轨垂直,导轨上有支撑水平金属杆的套环,使金属杆始终保持静止.当磁场的磁感应强度B随时间t按如图乙所示变化时(规定垂直纸面向里的磁场方向为正),若规定套环对金属杆的支持力向上为正,则如图所示反映金属杆所受的支持力F随时间t变化和电阻R的发热功率P随时间t变化的图线可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【回答】
AC
【解析】
在0-0.5s内,B均匀增大,根据法拉第电磁感应定律可知,回路中产生恒定的感应电动势:,根据楞次定律判断得知,ab中产生的感应电流方向沿b→a,为负方向。感应电流的大小为,ab棒所受的安培力大小为FA1=BI1L=(B0+2B0t),方向向左,则拉力大小为F1=FA1=(B0+2B0t),方向向右,为正方向;在0.5-1s内,B不变,穿过回路的磁通量不变,没有感应电流产生,安培力和拉力均为零;在1-2s内,B均匀减小,根据法拉第电磁感应定律可知,回路中产生恒定的感应电动势:,根据楞次定律判断得知,ab中产生的感应电流方向沿a→b,为正方向。感应电流的大小为,ab棒所受的安培力大小为
,方向向右,则拉力大小为F2=FA2=(6B0-4B0t),方向向左,为负方向;故知A正确。有前面分析的电流大小,结合功率公式:P=I2R知,C图象正确;故选AC。
知识点:楞次定律
题型:选择题
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