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，如圖所示。有一變化的磁場垂直于紙面，規定向內為正，變化規律如圖所示。在t=0時刻平板之間中心有一重力不計，電荷量為q的靜止微粒，則以下說法正確的是（ ）

A. 第2秒內上極板為正極

B. 第3秒內上極板為負極

C. 第2秒末微粒回到了原來位置

D. 第3秒末兩極板之間的電場強度大小為

Answer 1

【答案】AD

【解析】由圖象可知，在第3s內，磁場垂直于紙面向外，磁感應強度變大，穿過金屬圓環的磁通量變大，假設環閉合，由楞次定律可知，感應電流磁場與原磁場方向相反，即感應電流磁場方向垂直于紙面向里，然后由安培定則可知，感應電流沿順時針方向，由此可知，上極板電勢高，是正極，故B錯誤；同理第2s內，由楞次定律可知，金屬板上極板帶正電，金屬板下極板帶負電，故A正確；由楞次定律可知，在第1s與第4內下極板是正極，在第2與第3s內，上極板是正極，因此兩極板間的電場每隔1s改變一次方向，帶電粒子q在第1s內向下做勻加速運動，第2s內向下做勻減速直線運動，第2s末速度為零，在第3s內向下做勻加速直線運動，第4s內向下做勻加速直線運動，由此可知，帶電粒子一直向下運動，不會回到原來的位置，故C錯誤；由法拉第電磁感應定律可知，在第3s內產生的感應電動勢： ，兩極板間的電場強度為： ，故D正確。所以AD正確，BC錯誤。