Question

【題目】如圖所示，P、Q是兩根豎直且足夠長(zhǎng)的金屬桿(電阻忽略不計(jì))，處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，MN是一個(gè)螺線管，它的繞線方法沒(méi)有畫(huà)出，P、Q的輸出端a、b和MN的輸入端c、d之間用導(dǎo)線相連，A是在MN的正下方水平放置在地面上的金屬圓環(huán)．現(xiàn)將金屬棒ef由靜止釋放，在下滑中始終與P、Q桿良好接觸且無(wú)摩擦，則在金屬棒釋放后(　)

A. A環(huán)中有大小不變的感應(yīng)電流

B. A環(huán)中的感應(yīng)電流逐漸增大至恒定值

C. A環(huán)對(duì)地面的壓力先增大后減小至恒定值

D. A環(huán)對(duì)地面的壓力先減小后增大至恒定值

Answer 1

【答案】C

【解析】

金屬棒ef由靜止釋放過(guò)程中，受到重力和安培力作用，先做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，后當(dāng)兩力平衡做勻速運(yùn)動(dòng)，則知ef所在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流先增大后不變，此電流流過(guò)線圈MN，MN中產(chǎn)生的磁場(chǎng)先增強(qiáng)后不變，則A環(huán)中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，隨著ef加速度的減小，ef產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大越來(lái)越慢，穿過(guò)A環(huán)的磁通量的變化率減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流減小，最后為零．根據(jù)楞次定律分析可知，當(dāng)ef回路中電流增大時(shí)，螺線管與A環(huán)之間存在斥力，開(kāi)始時(shí)，A環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，磁場(chǎng)最強(qiáng)，而螺線管中磁場(chǎng)的最弱，環(huán)與螺線管間的斥力為零，當(dāng)ef勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，螺線管中的磁場(chǎng)最強(qiáng)，而環(huán)中磁場(chǎng)最弱，兩者之間的斥力為零，則知兩者間的斥力先增大后減小，再分析A環(huán)對(duì)地面的壓力的變化．

金屬棒ef由靜止釋放過(guò)程中，先做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)，則ef所在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流先增大后不變，此電流流過(guò)線圈MN，MN中產(chǎn)生的磁場(chǎng)先增強(qiáng)后不變，則A環(huán)中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，隨著ef加速度的減小，ef產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大越來(lái)越慢，穿過(guò)A環(huán)的磁通量的變化率減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流減小，最后為零，故AB錯(cuò)誤。由楞次定律分析可知，當(dāng)ef回路中電流增大時(shí)，螺線管與A環(huán)之間存在斥力，開(kāi)始時(shí)，A環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，磁場(chǎng)最強(qiáng)，而螺線管中的磁場(chǎng)最弱，環(huán)與螺線管間的斥力為零，當(dāng)ef勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，螺線管中的磁場(chǎng)最強(qiáng)，而環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流最弱，兩者之間的斥力為零，則知兩者間的斥力先增大后減小最后恒定不變，故A環(huán)對(duì)地面的壓力先增大后減小最后不變，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。