Question

半徑為r=0.5m帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導線，分別與兩塊垂直于紙面的平行金屬板連接，兩板間距離為d=5cm，如圖甲所示，有變化的磁場垂直于紙面，其變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)定向里為正方向），在t=0時刻平板間中心有一電荷量為+q的微粒由靜止釋放，運動中粒子不碰板，不計重力作用，則以下說法中正確的是（ ）

A．第2秒內(nèi)上極板帶負電
B．第3秒內(nèi)上極板帶正電
C．第3秒末微�；氐搅嗽�位置
D．兩極板之間的電場強度大小恒為

Answer 1

【答案】分析：本題中線圈面積不變，磁通量的變化由磁場變化引起的，所以有，因此根據(jù)圖中磁場隨時間的變化，可知感應電動勢大小變化情況，根據(jù)楞次定律可以判斷出感應電流方向，從而確定極板帶電正負，知道了電場情況，即可判斷粒子運動情況．
解答：解：根據(jù)法拉第電磁感應定律可知圓環(huán)中的感應電動勢為：，根據(jù)圖乙可知：B-t圖象中的斜率保持不變，因此感應電動勢的大小不變．
根據(jù)B-t圖可知，1s到3s這段時間內(nèi)感應電動勢大小不變，根據(jù)楞次定律可知感應電流方向為逆時針，因此上極板帶正電，故A錯誤，B正確；
代入數(shù)據(jù)可求出電動勢的大小為：E=0.05π（V），隨時間變化如下圖所示（上極板電勢為正）：
所以粒子先向上加速1s，然后向上減速1s，接著反向加速1s，因此第3秒末微粒并未回到原位置，故C錯誤；
根據(jù)電場強度與電勢差的關(guān)系有：，故D正確．
故選BD．

點評：靈活應用法拉第電磁感應定律，理解B-t圖象斜率的含義，是正確解答本題關(guān)鍵，同時本還考查了帶電粒子在電場中的運動，有一定綜合性，因此要加強這方面的練習．