Question

20．如圖所示，A線圈接一靈敏電流計(jì)G，B線框放在勻強(qiáng)磁場中，B線框的電阻不計(jì)，具有一定電阻的導(dǎo)體棒可沿線框無摩擦滑動(dòng)，今用恒力F向右拉CD由靜止開始運(yùn)動(dòng)，B線框足夠長，則CD桿運(yùn)動(dòng)情況和通過電流表G中的電流變化情況是（　　）

• A． CD桿一直做勻速運(yùn)動(dòng)
• B． CD桿先做加速運(yùn)動(dòng)，再做減速運(yùn)動(dòng)，最后停止
• C． G中電流向上，強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)
• D． G中電流向下，強(qiáng)度逐漸減弱，最后為零

Answer 1

分析 根據(jù)右手定則判斷出CD中感應(yīng)電流方向．由安培定則和楞次定律判斷出G中電流的方向．
析導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況：導(dǎo)體棒CD在恒力作用下，從靜止開始先做加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，導(dǎo)體棒所受的安培力也增大，加速度逐漸減小，當(dāng)恒力F與安培力平衡時(shí)，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，由歐姆定律分析導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電流的變化．穿過電流計(jì)所在回路的磁通量是由B線框中的電流產(chǎn)生的，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分析可知，電流計(jì)中的電流與CD棒速度的關(guān)系

解答 解：A、導(dǎo)體棒CD在恒力F作用下從靜止開始先做加速運(yùn)動(dòng)，CD產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢：E=BLv，電流：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$，CD受到的安培力：F_安培=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，
由于速度v增大，安培力不斷增大，CD受到的合力：F-F_安培減小，CD的加速度減小，CD做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)F=F_安培時(shí)，CD棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故AB錯(cuò)誤；
C、CD中的感應(yīng)電流：I=$\frac{BLv}{R}$，由于CD先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則v先不斷增大，速度增加的越來越慢，最后后保持不變，感應(yīng)電流I先不斷增加，增加的越來越慢，最后保持不變，則穿過A線框的磁通量增大由快變慢最后保持不變，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，G中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢由大變小，最后沒有感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生，則G是電流逐漸減弱，最后電流為零；根據(jù)右手定則判斷可知，CD棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向D→C，由安培定則判斷得，穿過A線框中磁場的方向向里，磁通量增大，則由楞次定律判斷得到G中電流向下．故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題是兩次感應(yīng)的問題，與變壓器的原理類似．要根據(jù)右手定則、安培定則和楞次定律相結(jié)合才能判斷出G中電流方向，比較復(fù)雜．由法拉第定律，并結(jié)合導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況才能判斷G中電流如何變化．