Question

17．如圖所示，不計電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上，H、P的間距很�。�質量為0.2kg的細金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長為1m的正方形，其有效電阻為0.1Ω此時在整個空間加上方向與水平面成30°角且與金屬桿垂直的勻強磁場，磁感應強度隨時間變化規(guī)律是B=（0.4-0.2t）T，圖示磁場方向為正方向．框、擋板和桿不計形變．則（　�。�

• A． 金屬桿中感應電流方向始終從C至D
• B． 金屬桿中感應電流的大小始終為2A
• C． 金屬桿受到向上的支持力一直增大
• D． t=0時與t=4s時，金屬桿對擋板的壓力大小均為0.4N

Answer 1

分析 根據楞次定律，并由時刻來確定磁場的變化，從而判定感應電流的方向；根據法拉第電磁感應定律，結合閉合電路歐姆定律，及安培力表達式，與力的合成與分解，并由三角形知識，即可求解

解答 解：A、當t=1s時，則由磁感應強度隨時間變化規(guī)律是B=（0.4-0.2t）T，可知，磁場在減小，根據楞次定律可得，金屬桿中感應電流方向從C到D，同理，當t=3s時，磁場在反向增加，由楞次定律可知，金屬桿中感應電流方向從C到D，故A正確；
B、由法拉第電磁感應定律，則有：E=$\frac{△B•s}{△t}$=0.2×1²×$\frac{1}{2}$=0.1V；再由歐姆定律，則有感應電流大小I=$\frac{0.1}{0.1}$=1A，故B錯誤；
C、安培力大小F=B_tIL，由左手定則可知，安培力垂直磁場方向斜向上，則將安培力分解，那么金屬桿的支持力大小N=mg-Fsin60°=mg-（0.4-0.2t）IL，所以隨時間增大，N增大，故C正確，D錯誤；
故選：AC

點評 考查楞次定律與法拉第電磁感應定律的應用，掌握左手定則的內容，注意磁場隨著時間變化的規(guī)律，及理解力的平行四邊形定則的應用．