Question

17．如圖甲所示，圓形的剛性金屬線(xiàn)圈與一平行板電容器相連，線(xiàn)圈內(nèi)存在垂直于線(xiàn)圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，取垂直與紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向，B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，t=0時(shí)刻，在平行板電容器間，由靜止釋放一帶正電的粒子（重力忽略不計(jì)），假設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)未碰到極板，不計(jì)線(xiàn)圈內(nèi)部磁場(chǎng)變化對(duì)外部空間的影響，下列關(guān)于板間電場(chǎng)強(qiáng)度，粒子在板間運(yùn)動(dòng)的位移、速度和加速度與時(shí)間的關(guān)系圖象中（以向上為正方向）可能正確的是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 由圖可知磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化，則由楞次定則可得出平行板上的帶電情況；對(duì)帶電粒子受力分析可知帶電粒子的受力情況，由牛頓第二定律可知粒子的運(yùn)動(dòng)情況；根據(jù)粒子受力的變化可知粒子加速度的變化，通過(guò)分析可得出粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程．

解答 解：A、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律$E=\frac{△Φ}{△t}=\frac{△B}{△t}•S$，0～$\frac{T}{4}$感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變，方向逆時(shí)針，$\frac{T}{4}$～$\frac{3T}{4}$感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變，方向順時(shí)針?lè)较�，方向與0～$\frac{T}{4}$相反；$\frac{3}{4}T$～T感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變沿逆時(shí)針?lè)较�，方向與～$\frac{T}{4}$相同，故A錯(cuò)誤；
BCD、0～$\frac{T}{4}$內(nèi)情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶負(fù)電，金屬板下極板帶正電；
因粒子帶正電，則粒子所受電場(chǎng)力方向豎直向上而向上做勻加速運(yùn)動(dòng)．
$\frac{T}{4}$～$\frac{T}{2}$內(nèi)情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶正電，金屬板下極板帶負(fù)電；
因粒子帶正電，則粒子所受電場(chǎng)力方向豎直向下而向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，直到速度為零．
$\frac{T}{2}$～$\frac{3}{4}T$內(nèi)情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶正電，金屬板下極板帶負(fù)電，帶正電粒子向下勻加速，
同理，$\frac{3T}{4}$～T內(nèi)情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶負(fù)電，金屬板下極板帶正電；
因粒子帶正電，則粒子所受電場(chǎng)力方向豎直向上，而向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，直到速度為零；
由上分析可知，$\frac{T}{2}$末速度減小為零，位移最大，當(dāng)T末，粒子回到了原來(lái)位置．故BCD正確；
故選：BCD

點(diǎn)評(píng) 本題屬于綜合性題目，注意將產(chǎn)生感應(yīng)電流的部分看作電源，則可知電容器兩端的電壓等于線(xiàn)圈兩端的電壓，這樣即可還原為我們常見(jiàn)題型．