Question

5．如圖1所示，光滑“∠”型金屬支架ABC固定在水平面上，支架處在垂直于水平面向下的勻強(qiáng)磁場中，一金屬導(dǎo)體棒EF放在支架上，用一輕桿將導(dǎo)體棒與墻固定連接，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖2所示，取垂直于水平面向下為正方向，則下列說法正確的是（　�。�

• A． t₁時(shí)刻輕桿對導(dǎo)體棒的作用力最大
• B． t₂時(shí)刻輕桿對導(dǎo)體棒的作用力為零
• C． t₂到t₃時(shí)間內(nèi)，輕桿對導(dǎo)體棒的作用力先增大后減小
• D． t₂到t₄時(shí)間內(nèi)，輕桿對導(dǎo)體板的作用力方向不變

Answer 1

分析 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=n$\frac{△B}{△t}S$，結(jié)合B-t圖象中斜率表示$\frac{△B}{△t}$，最后再利用安培力公式，結(jié)合棒的受力平衡，逐項(xiàng)分析即可．

解答 解：AB、t₁時(shí)刻B-t圖象斜率為0，即$\frac{△B}{△t}$=0，所以感應(yīng)電動(dòng)勢E=0，感應(yīng)電流為I=0，安培力F_安=BIL=0，輕桿對導(dǎo)體棒的作用力為零，故A錯(cuò)誤，B正確；
C、設(shè)回路總電阻為R，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=n$\frac{△B}{△t}S$，閉合電路歐姆定律I=$\frac{E}{R}$，安培力F_安=BIL，聯(lián)立得F_安=$\frac{nSL}{R}•B•\frac{△B}{△t}$，其中$\frac{nSL}{R}$中各量均為定值；
B的大小在t₂到t₃時(shí)間內(nèi)，從0逐漸增大到最大值，
$\frac{△B}{△t}$的大小，即圖象的斜率，從最大值逐漸減小到0，
所以在t₂到t₃時(shí)間內(nèi)$B•\frac{△B}{△t}$的大小有最大值，
所以F_安的大小先從0增大到最大值，然后再減小到0，根據(jù)輕桿受力平衡，所以輕桿對導(dǎo)體棒的作用力先增大后減小，故C正確；
D、t₂到t₃時(shí)間內(nèi)磁場垂直水平面向上，逐漸增加，根據(jù)楞次定律可知流過棒的電流從E到F；
t₃到t₄時(shí)間內(nèi)磁場垂直水平面向上，逐漸減小，根據(jù)楞次定律可知流過棒的電流從F到E，
而磁場方向不變，所以根據(jù)左手定則可知棒EF所受安培力在t₂到t₃時(shí)間內(nèi)向左，t₃到t₄時(shí)間內(nèi)向右，故D錯(cuò)誤．
故選：BC．

點(diǎn)評 本題考查電磁感應(yīng)定律感生模型的動(dòng)態(tài)分析，分析B-t圖象，其斜率表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率，要注意區(qū)分磁通量與磁通量的變化率，二者并無決定性關(guān)系，正確分析圖象是解題關(guān)鍵．