Question

如圖所示，一導體棒在勻強磁場中沿金屬導軌做簡諧運動，OO′為平衡位置，aa′和bb'分別為離開平衡位置的最大位移處，變壓器原副線圈電阻不計，下列說法正確的是（　　）

• A、若金屬棒自OO′向aa′運動過程中，電容器上極板帶正電
• B、若金屬棒自bb′向OO′運動過程中，電容器上極板帶正電
• C、當金屬棒通過OO′時，電容器所帶電荷量最大
• D、當金屬棒通過aa′時，電容器所帶電荷量最小

Answer 1

分析：導體棒在勻強磁場中沿金屬導軌做簡諧運動，根據右手定則可知，感應電流的方向，結合右手螺旋定則與楞次定律，即可求解．

解答：解：A、金屬棒在磁場中做簡諧運動，由于棒的切割運動，產生感應電動勢，出現感應電流，當金屬棒自OO′向aa′運動過程中，棒的速度減小，
根據I=

E

R

=

BLv

R

和右手定則可知，感應電流的大小在減小，方向逆時針方向，
因此導致通過與電容器相連線圈的磁場方向向上，且磁通量大小在減小，
根據楞次定律得感應電流的磁場方向向上，也產生逆時針方向電流，則有電容器上極板帶正電，故A正確；
B、與A選項分析，當金屬棒自bb′向OO′運動過程中，棒的速度增大，由右手定則可知，感應電流的方向逆時針方向，因此導致通過與電容器相連線圈的磁場方向向上，且磁通量大小在增大，根據楞次定律，則有：電容器上極板帶負電，故B錯誤；
C、當金屬棒通過OO′時，速度最大，產生電動勢也最大，但左邊的線圈磁通量變化率最小，所以電容器兩端的電壓最小，因此電容器所帶電荷量最小，故C錯誤；
D、當金屬棒通過aa′時，速度最小，產生電動勢也最小，但則左邊的線圈磁通量變化率最大，所以電容器兩端的電壓最大，因此電容器所帶電荷量最大，故D錯誤；
故選：A．

點評：類似于線框在磁場轉動切割一樣，當穿過線框的磁通量最大時，此時感應電流為零；而當穿過線框的磁通量最小時，感應電流卻最大，并理解楞次定律、右手定則與右手螺旋定則的應用．