Question

3．如圖甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在勻強磁場中，磁場的方向與導(dǎo)軌平面成60°角，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定斜向下為正方向，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計，導(dǎo)體棒ab在水平外力F作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)．規(guī)定a→b的方向為電流的正方向，水現(xiàn)向左的方向為外力F的正方向，則在0～4s時間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電流I以及導(dǎo)體棒ab所受外力F隨時間t變化的圖象的圖象正確的是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 由法拉第電磁感應(yīng)定律可分析電路中的電動勢，則可分析電路中的電流，根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向；由安培力公式可得出安培力的表達式，則可得出正確的圖象．

解答 解：AB、由B-t圖象和楞次定律可知0～2s內(nèi)感應(yīng)電流的方向沿逆時針方向，2～4s感應(yīng)電流方向沿順時針方向，故AB錯誤；
C、由B-t圖象和法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律知0～4s內(nèi)感應(yīng)電流大小恒定，因?qū)�體棒ab在水平外力F作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以水平外力F與安培力${F}_{安}^{\;}$沿水平方向的分力等大、方向，由安培力F=BIL可知，電路中安培力隨B的變化而變化，
0～1s內(nèi)B為負值且減小時，根據(jù)楞次定律判斷可知ab中感應(yīng)電流從b到a，安培力的方向垂直于磁感線斜向右下方，根據(jù)平衡條件可知，水平外力水平向左，為正，大小均勻減小；
1～2s內(nèi)B為正值且增大時，感應(yīng)電流為b到a，安培力的方向垂直于磁感線斜向左上方，根據(jù)平衡條件外力水平向右為負，大小均勻增大；
2～3s內(nèi)B為正值且均勻減小，感應(yīng)電流為a到b，安培力的方向垂直于磁感線斜向右下方，根據(jù)平衡條件水平外力向左為正值且減��；
3～4s內(nèi)B為負值且均勻增大，感應(yīng)電流為a到b，安培力的方向垂直于磁感線斜向左下方，根據(jù)平衡條件水平外力向右為負值且增大
故C正確，D錯誤；
故選：C

點評 對于圖象問題，關(guān)鍵要熟練運用法拉第電磁感應(yīng)定律、安培力、左手定則等規(guī)律，得到物理量的表達式，再研究圖象的意義．可定性判斷與定量、排除法和直判法相結(jié)合的方法進行解答．