稿件来源:高途
高中 | 电磁感应的图像问题题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-2
第四章 电磁感应
4.4 法拉第电磁感应定律
电磁感应的图像问题
如图甲所示,在水平面上固定有$U$形光滑平行长直金属导轨,导轨左端接有定值电阻$R$。导体棒$a$垂直放置在导轨上,导轨和导体棒电阻不计。空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度$B$随时间$t$的变化规律如图乙所示。$0∼t_{0}$时间内导体棒被锁定,$t_{0}$时刻将导体棒解除锁定,同时对导体棒施加一沿导轨方向向右的拉力$F$,使导体棒做匀加速直线运动,规定磁场方向垂直纸面向里为正方向,回路中顺时针方向为电流正方向,则回路中的电流$I$,拉力$F$的大小,定值电阻$R$上的功率$P$,通过定值电阻$R$的电荷量$q$的大小随时间变化规律图像(下图中曲线均为二次曲线)可能正确的是$(\qquad)$





$\rm A$.依题意,$0∼t_{0}$内,磁感应强度$B$随时间$t$均匀增加,根据$I=\dfrac{E}{R}=\dfrac{\dfrac{\Delta B}{\Delta t}S}{R}=\dfrac{\Delta B}{R\Delta t}S$
可知感应电流为定值,由楞次定律可知电流方向沿逆时针,$t_{0}$后,$I=\dfrac{BLa\left( t-t_{0} \right)}{R}$
可知感应电流随时间变化的图线为直线,根据右手定则可知电流方向沿逆时针,故$\rm A$正确;
$\rm B$.施加拉力后,由牛顿第二定律可得$F-\dfrac{B^{2}L^{2}v}{R}=ma$
又$v=a(t-t_{0})$
解得$F=\dfrac{B^{2}L^{2}a(t-t_{0})}{R}+ma$
可知$t_{0}$后拉力$F$随时间变化的图线为直线,故$\rm B$错误;
$\rm C$.由$P=I^{2}R$
可知$0∼t_{0}$内$P$应为定值,$t_{0}$后,$P$随时间变化的图线为二次曲线,故$\rm C$错误;
$\rm D$.由$q=It$可知$0∼t_{0}$内$q$随时间变化的图线为过原点的直线;$t_{0}$后,$q$随时间变化的图线为二次曲线,故$\rm D$正确。
故选:$\rm AD$。
高中 | 电磁感应的图像问题题目答案及解析(完整版)