Question

【題目】如圖所示，P、Q是兩根豎直且足夠長的金屬桿(電阻忽略不計)，處在垂直紙面向里的勻強磁場B中，MN是一個螺線管，它的繞線方法沒有畫出，P、Q的輸出端a、b和MN的輸入端c、d之間用導線相連，A是在MN的正下方水平放置在地面上的金屬圓環(huán)．現(xiàn)將金屬棒ef由靜止釋放，在下滑中始終與P、Q桿良好接觸且無摩擦，則在金屬棒釋放后(　)

A. A環(huán)中有大小不變的感應電流

B. A環(huán)中的感應電流逐漸增大至恒定值

C. A環(huán)對地面的壓力先增大后減小至恒定值

D. A環(huán)對地面的壓力先減小后增大至恒定值

Answer 1

【答案】C

【解析】

金屬棒ef由靜止釋放過程中，受到重力和安培力作用，先做加速度減小的變加速運動，后當兩力平衡做勻速運動，則知ef所在回路中產(chǎn)生的感應電流先增大后不變，此電流流過線圈MN，MN中產(chǎn)生的磁場先增強后不變，則A環(huán)中會產(chǎn)生感應電流，隨著ef加速度的減小，ef產(chǎn)生的感應電流增大越來越慢，穿過A環(huán)的磁通量的變化率減小，產(chǎn)生感應電流減小，最后為零．根據(jù)楞次定律分析可知，當ef回路中電流增大時，螺線管與A環(huán)之間存在斥力，開始時，A環(huán)中產(chǎn)生的感應電流最大，磁場最強，而螺線管中磁場的最弱，環(huán)與螺線管間的斥力為零，當ef勻速運動時，螺線管中的磁場最強，而環(huán)中磁場最弱，兩者之間的斥力為零，則知兩者間的斥力先增大后減小，再分析A環(huán)對地面的壓力的變化．

金屬棒ef由靜止釋放過程中，先做加速度減小的變加速運動，最后做勻速運動，則ef所在回路中產(chǎn)生的感應電流先增大后不變，此電流流過線圈MN，MN中產(chǎn)生的磁場先增強后不變，則A環(huán)中會產(chǎn)生感應電流，隨著ef加速度的減小，ef產(chǎn)生的感應電流增大越來越慢，穿過A環(huán)的磁通量的變化率減小，產(chǎn)生感應電流減小，最后為零，故AB錯誤。由楞次定律分析可知，當ef回路中電流增大時，螺線管與A環(huán)之間存在斥力，開始時，A環(huán)中產(chǎn)生的感應電流最大，磁場最強，而螺線管中的磁場最弱，環(huán)與螺線管間的斥力為零，當ef勻速運動時，螺線管中的磁場最強，而環(huán)中產(chǎn)生的感應電流最弱，兩者之間的斥力為零，則知兩者間的斥力先增大后減小最后恒定不變，故A環(huán)對地面的壓力先增大后減小最后不變，故C正確，D錯誤。故選C。