Question

導體框架abcd構成的平面與水平面成θ角，質量為m的導體棒PQ與導體軌道ad、bc接觸良好而且相互垂直．軌道ad、bc平行，間距為L．abQp回路的面積為S，總電阻為R且保持不變．勻強磁場方向垂直框架平面斜向上，其變化規律如圖乙所示．導體棒PQ始終處于靜止狀態，圖乙中為0己知量，B足夠大，則（ ） 
A．產生感應電流時，導體棒ab中的電流方向為由P到Q
B．產生感應電流時，感應電流為恒定電流
C．產生感應電流時，導體棒受到的安培力為恒力
D．PQ恰好不受摩擦力時，磁感應強度的大小為

Answer 1

【答案】分析：在前一段時間內，磁場不變，導體棒也沒動，則棒受到重力、支持力與靜摩擦力．當磁場的強度變化時，導體棒還是沒動，因此導體棒所構成的線圈磁通量在發生變化，導致導體棒中產生電流，由楞次定律與左手定則可得出安培力方向沿導軌向上．所以磁場變化后，導體棒受到重力、支持力、靜摩擦力與安培力處于平衡狀態．
解答：解：A、當磁場發生變化時，穿過導體棒構成的線圈磁通量在變小，所以產生感應電流方向為PabQP時，即導體棒ab中的電流方向為Q到P，由于磁場在均勻減小，則感應電流大小恒定不變，故A錯誤；
B、當磁場發生變化時，穿過導體棒構成的線圈磁通量在變小，所以產生感應電流方向為PabQP時，即導體棒ab中的電流方向為Q到P，由于磁場在均勻減小，則感應電流大小恒定不變，故B正確；
C、當磁場發生變化時，穿過導體棒構成的線圈磁通量在變小，所以產生感應電流方向為PabQP時，即導體棒ab中的電流方向為Q到P，由于磁場在均勻減小，則感應電流大小恒定不變，但由F=BIL得，安培力隨著磁場變化而變化．故C錯誤；
D、PQ恰好不受摩擦力時，則導體棒受到重力、支持力與安培力處于平衡狀態．由平衡條件可得安培力大小為mgsinθ，而F=BIL，I=，，所以磁感應強度大小為．故D正確；
故選：BD
點評：由楞次定律去判定感應電流方向，由法拉第電磁感應定律去求感應電流大小．無論導體棒受三個力，還是四個力均處于平衡狀態．