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精英家教網如圖甲所示，水平放置的U形金屬導軌寬度為25cm，其電阻不計．阻值為2?的金屬棒與導軌垂直放置．金屬棒與導軌左端相距40cm．勻強磁場與水平面的夾角為30°斜向下，從t=0時刻起磁感應強度隨時間的變化如圖乙所示．已知在0～2s內金屬棒始終處于靜止狀態(tài)．則下列說法中正確的是（　　）
A、在t=0時，金屬棒所受安培力為零B、在t=1s時，金屬棒所受安培力為零C、在t=0與t=2s時，金屬棒所受安培力大小相等D、在t=0到t=2s時間內流過金屬棒橫截面積的電荷量為0.05C
分析：圖中金屬棒與磁場垂直，受不受安培力，根據安培力公式F=BIL，關鍵看B和I是否為零．根據法拉第電磁感應定律求解感應電動勢，由歐姆定律求出感應電流，再求解安培力的大小．根據經驗公式q=It求電荷量．
解答：解：A、由圖知，B均勻變化，
△B
△t
一定，根據法拉第電磁感應定律得知，回路中產生的感應電動勢一定，則感應電流一定．在t=0時刻，電流I和磁感應強度B均不為0，則由公式F=BIL知，金屬棒所受安培力不為零，故A錯誤．
B、在在t=1s時，B=0，則由公式F=BIL知，金屬棒所受安培力為零，故B正確．
C、由于t=0與t=2s時B的大小相等，I也相等，對于同一金屬棒所受的安培力大小必定相等，故C正確．
D、由圖知
△B
△t
=1T/s，則回路中產生的感應電動勢為：
E=
△B
△t
Ssin30°=1×0.25×0.4×0.5V=0.05V
感應電流為：I=
E
R
=
0.05
2
A=0.025A
所以在t=0到t=2s時間內流過金屬棒橫截面積的電荷量為：
q=It=0.025×2C=0.05C，故D正確．
故選：BCD
點評：解決本題的關鍵是掌握安培力的公式F=BIL，知道安培力大小的決定因素，并能運用法拉第電磁感應定律、歐姆定律求解感應電流．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平放置的兩平行金屬板間距離為d，板長為l，OO′為兩金屬板的中線．在金屬板的右側有一豎直寬度足夠大的勻強磁場，其左右邊界均與OO′垂直，磁感應強度的大小為B，方向垂直紙面向里．兩金屬板間的電壓u隨時間t變化的圖象如圖乙所示．現(xiàn)有質子連續(xù)不斷地以速度v0沿兩金屬板的中線射入電場中，每個質子在電場區(qū)域運動的時間內可以認為兩金屬板間的電場強度不變，已知質子的質量為m、電荷量為e．
（1）若在t=0時射入的質子能從磁場左邊界飛出，試求質子在磁場中運動的時間t1；
（2）若射入的質子都能飛出電場，試求兩金屬板間所加電壓的最大值Um；
（3）在（2）的情況下，為使由電場飛出的質子均不能從磁場右邊界飛出，則勻強磁場的水平寬度s應滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平放置的平行金屬導軌連接一個平行板電容器C和電阻R，導體棒MN放在導軌上且接觸良好，整個裝置放于垂直導軌平面的磁場中，磁感應強度B的變化情況如圖乙所示（圖示磁感應強度方向為正），MN始終保持靜止，則0～t2時間（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平放置的平行金屬板A和B間的距離為d，金屬板長L=2
3
d，B板的右側邊緣恰好是傾斜擋板NM上的一個小孔K，現(xiàn)有質量為m、帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束，從AB的中點O以平行于金屬板方向OO′的速度v0不斷射入，不計粒子所受的重力．
（1）若在A、B板間加一恒定電壓U=U0，則要使粒子穿過金屬板后恰好打到小孔K，求U0的大��；
（2）若在A、B板間加上如圖乙所示的電壓，電壓為正表示A板比B板的電勢高，其中T=
2L
v0
，且粒子只在0～
T
2
時間內入射，則能打到小孔K的粒子在何時從O點射入？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平放置的平行金屬板A和B的距離為d，它們的右端安放著垂直于金屬板的靶MN，現(xiàn)在A、B板上加上如圖乙所示的方波形電壓，電壓的正向值為U0，反向電壓值為
U0
2
，且每隔
T
2
變向1次．現(xiàn)將質量為m的帶正電，且電荷量為q的粒子束從AB的中點O以平行于金屬板的方向OO′射入，設粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B間的飛行時間均為T．不計重力的影響，試問：精英家教網
（1）定性分析在t=0時刻從O點進入的粒子，在垂直于金屬板的方向上的運動情況．
（2）在距靶MN的中心O′點多遠的范圍內有粒子擊中？
（3）要使粒子能全部打在靶MN上，電壓U0的數值應滿足什么條件？（寫出U0、m、d、q、T的關系式即可）

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