Question

【題目】如圖甲所示，導體棒MN置于水平導軌上，PQMN所圍的成面積為S，PQ之間有阻值為R的電阻，不計導軌和導體棒的電阻。導軌所在區域內存在沿豎直方向的勻強磁場，規定磁場方向豎直向上為正，在0～2t0時間內磁感應強度的變化情況如圖乙所示，導體棒MN始終處于靜止狀態。下列說法正確的是（　　）

A. 在0～2t0時間內，導軌棒受到的導軌的摩擦力方向先向左后向右，大小不變

B. 在0～t0內，通過導體棒的電流方向為N到M

C. 在t0～2t0內，通過電阻R的電流大小為

D. 在0～2t0時間內，通過電阻R的電荷量為

Answer 1

【答案】B

【解析】

由楞次定律判斷出導體棒的運動趨勢，然后判斷摩擦力方向；由楞次定律求出感應電流方向；由法拉第電磁感應定律求出感應電動勢，然后由歐姆定律求出感應電流；由法拉第電磁感應定律求出感應電動勢，由歐姆定律求出感應電流，然后由電流定義式求出電荷量。

由圖乙所示圖象可知，0～t0內磁感應強度減小，穿過回路的磁通量減小，由楞次定律可知，為阻礙磁通量的減少，導體棒具有向右的運動趨勢，導體棒受到向左的摩擦力，在t0～2t0內，穿過回路的磁通量增加，為阻礙磁通量的增加，導體棒有向左的運動趨勢，導體棒受到向右的摩擦力，在兩時間段內摩擦力方向相反；0～t0內產生的感應電動勢與感應電流的大小不變，但磁感應強度是不會的，所以安培力是變化的，同理，在t0～2t0內安培力也是變化的，所以0～2t0內摩擦力的大小也是變化的，故A錯誤；由圖乙所示圖象可知，在0～t0內磁感應強度減小，穿過閉合回路的磁通量減少，由楞次定律可知，感應電流沿逆時針方向，通過導體棒的電流方向為N到M，故B正確；由圖乙所示圖象，應用法拉第電磁感應定律可得，在t0～2t0內感應電動勢：，感應電流為：，故C錯誤；由圖乙所示圖象，應用法拉第電磁感應定律可得，在0～t0內感應電動勢：；感應電流為：，電荷量：；同理，在t0～2t0內的電荷量：q2＝I2t0＝ ；由于在0～t0內的電流方向與t0～2t0內感應電流的方向相反，所以在0～2t0時間內，通過電阻R的電荷量為：q＝q2﹣q1＝．故D錯誤。故選B.