如圖*所示，質量為0.01kg、長為0.2m的水平金屬細杆CD的兩頭分別放置在兩水銀槽的水銀中，水銀槽所在空間...

欄目: 練習題 / 發佈於: / 人氣:1.93W

問題詳情：

如圖*所示，質量為0.01kg、長為0.2m的水平金屬細杆CD的兩頭分別放置在兩水銀槽的水銀中，水銀槽所在空間存在磁感應強度大小B1=10T、方向水平向右的勻強磁場，且杆CD與該勻強磁場垂直．有一匝數為100、面積為0.01m2的線圈通過開關K與兩水銀槽相連．線圈處於與線圈平面垂直、沿豎直方向的勻強磁場中，其磁感應強度B2隨時間t變化關係如圖乙所示．在t=0.20s時閉合開關K，細杆瞬間*起(可認為安培力遠大於重力)，*起的最大高度為0.2m．不計空氣阻力和水銀的黏滯作用，不考慮細杆落回水槽後的運動，重力加速度g=10m/s2，下列説法正確的是

A．磁感應強度B2的方向豎直向上

B．t=0.05s時，線圈中的感應電動勢大小為10V

C．細杆*起過程中，細杆所受安培力的衝量大小為0.01N·s

D．開關K閉合後，通過CD的電荷量為0.01C

【回答】

ABD

【分析】

由法拉第電磁感應定律可以求出感應電動勢，由左手定則可以判斷出感應電流方向；然後用安培定則判斷出線圈中感應電流磁場的方向，最後應用楞次定律判斷磁感應強度的方向．在t=0.20s時閉合開關K，CD杆向上做豎直上拋運動，應用豎直上拋運動規律可以求出其獲得的初速度，由動量定理求出細框受到的安培力，然後由電流定義式的變形公式求出電荷量．

【詳解】

A、細杆CD所受安培力方向豎直向上，由左手定則可知，電流方向為：C→D，由安培定則可知感應電流的磁場方向豎直向上，由圖示圖象可知，在0.20-0.25s內穿過線圈的磁通量減少，由楞次定律可知，磁感應強度B2方向：豎直向上，故A正確．

B、由圖示圖象可知，0～0.10s內：=BS=（1-0）×0.01=0.01Wb，0～0.10s線圈中的感應電動勢大小：E=n=100V=10V，即0.15s時，線圈中的感應電動勢大小為10V，故B正確．