Question

【題目】半徑為r 帶缺口的剛性金屬圓環在紙面上固定放置，在圓環的缺口兩端引出兩根導線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖甲所示，有一變化的磁場垂直于紙面，規定垂直紙面向里的方向為正，變化規律如圖乙所示。在t＝0時刻平行板之間的中心位置有一電荷量為＋q的粒子由靜止釋放，粒子的重力不計，平行板電容器的充、放電時間不計，取上板的電勢為零。粒子始終未打中極板，則以下說法中正確的是（ ）

A. 第2s內上極板為正極

B. 第2s末粒子回到了原來位置

C. 第2s末兩極板之間的電場強度大小為 (V/m)

D. 第4s末粒子的電勢能為 (J)

Answer 1

【答案】ACD

【解析】A、由圖象可知，在第2秒內，磁場垂直于紙面向內，磁感應強度變小，穿過金屬圓環的磁通量變小，假設閉合，由楞次定律可知，感應電流磁場與原磁場方向相同，即感應電流磁場方向垂直于紙面向內，然后由安培定則可知，感應電流沿順時針方向，由此可見，上極板電勢高，是正極，故A正確；
B、由楞次定律可知，在第1秒內，下板為正，粒子向下做勻加速運動，第2秒內，上板為正，粒子向下做勻減速運動，直到速度為零，即第2s末粒子距離出發點最遠，沒有回到原來的位置，故B錯誤；
C、法拉第電磁感應定律可知，在第2秒內產生的感應電動勢為：

則兩極板間的電場強度為： ，故C正確；
D、第4秒末下極板是正極，且粒子回到兩板中點，因上板電勢為零，則中點的電勢為，粒子具有的電勢能為： ，故D正確；