Question

【題目】如圖甲所示，質量為 2.0×10-3 kg的“”形金屬細框豎直放置在兩水銀槽中，“”形框的水平部分CD長為 0.20 m，處于磁感應強度大小為B1= 0.1T、方向水平向右的勻強磁場中，有一匝數為300匝、橫截面積為 0.01m2的豎直放置的線圈，通過開關S與兩水銀槽相連，線圈內有沿軸線方向通過的磁場，其磁感應強度B2隨時間t變化的關系如圖乙所示，在t = 0.22 s時閉合開關S，細框瞬間跳起（細框跳起瞬間安培力遠大于重力），跳起的最大高度為0.20 m，不計空氣阻力，重力加速度取g = 10 m/s2，下列說法正確的是（ ）

A. 開關S閉合瞬間，CD中的電流方向由D到C

B. 磁感應強度B2的方向豎直向下

C. 開關S閉合瞬間，通過CD的電荷量為0.2 C

D. 0 ~ 0.10s內線圈中的感應電動勢大小為3 V

Answer 1

【答案】C

【解析】A：開關S閉合瞬間，CD所受安培力的方向豎直向上，由左手定則可知，CD中的電流方向由C到D。故A項錯誤。

B：由安培定則可知感應電流的磁場方向向上，由乙圖知線圈中磁通量減小，據楞次定律可得：原磁場方向與感應磁場方向相同，即磁感應強度B2的方向豎直向上。故B項錯誤。

C：對細框瞬間跳起（細框跳起瞬間安培力遠大于重力）應用動量定理可得：

線框跳起后做豎直上拋運動，則

開關S閉合瞬間，通過CD的電荷量

聯立解得：。故C項正確。

D：0 ~ 0.10s內線圈中的感應電動勢，故D項錯誤。