Question

15．如圖甲所示，質(zhì)量為2kg的絕緣板靜止在粗糙水平地面上，質(zhì)量為1kg、邊長(zhǎng)為1m、電阻為0.1Ω的正方形金屬框ABCD位于絕緣板上，E、F分別為BC、AD的中點(diǎn)．某時(shí)刻起在ABEF區(qū)域內(nèi)有豎直向下的磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B₁的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，AB邊恰在磁場(chǎng)邊緣以外；FECD區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B₂=0.5T，CD邊恰在磁場(chǎng)邊緣以內(nèi)．假設(shè)金屬框受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，兩磁場(chǎng)均有理想邊界，取g=10m/s²．則（　�。�

• A． 金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為1V
• B． 金屬框受到向左的安培力大小為2.5N
• C． 金屬框中的感應(yīng)電流方向沿ADCB方向
• D． 如果金屬框與絕緣板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，則金屬框可以在絕緣板上保持靜止

Answer 1

分析 面積EFAB內(nèi)才磁通量發(fā)生變化，回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，由此可以求出回路中電流的大小，線框受安培力和摩擦力作用，由此可以求出線框的加速度大小以及安培力的大�。�

解答 解：A、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：E=$\frac{△∅}{△t}$=$\frac{1}{1}$×1×0.5=0.5V，故A錯(cuò)誤；
B、C、則回路中的電流為：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{0.5}{0.1}$=5A，所受安培力的大小為：F=B₂Il=0.5×5×1=2.5N＞1N，
根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向逆時(shí)針，即為ABCD，則由左手定則可知，安培力的方向水平向右，故BC錯(cuò)誤；
D、若金屬框與絕緣板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，根據(jù)f=μN(yùn)=0.3×1×10=3N，大于安培力，則金屬框可以在絕緣板上保持靜止，故D正確．
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有關(guān)電磁感應(yīng)的電流、力、運(yùn)動(dòng)分析，涉及知識(shí)點(diǎn)較多，是考查學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)能力的好題．