Question

15．如圖所示，P、Q是兩根豎直且足夠長的金屬桿（電阻忽略不計），處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B中，MN是一個螺線管，它的繞線方式?jīng)]有畫出，P、Q的輸出端a、b和MN的輸入端c、d之間用導(dǎo)線相連，A是在MN的正下方水平放置在地面上的金屬圓環(huán)．現(xiàn)將金屬棒ef由靜止釋放，在下滑中始終與P、Q桿良好接觸且無摩擦，則在金屬棒釋放后（　　）

• A． A環(huán)中有大小不變的感應(yīng)電流
• B． A環(huán)中的感應(yīng)電流逐漸減小至某一不為零的恒定值
• C． A環(huán)對地面的壓力先增大后減小至恒定值
• D． A環(huán)對地面的壓力先減小后增大至恒定值

Answer 1

分析 金屬棒ef由靜止釋放過程中，受到重力和安培力作用，先做加速度減小的變加速運動，后當(dāng)兩力平衡做勻速運動，則知ef所在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流先增大后不變，此電流流過線圈MN，MN中產(chǎn)生的磁場先增強(qiáng)后不變，則A環(huán)中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，隨著ef加速度的減小，ef產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大越來越慢，穿過A環(huán)的磁通量的變化率減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流減小，最后為零．根據(jù)楞次定律分析可知，當(dāng)ef回路中電流增大時，螺線管與A環(huán)之間存在斥力，開始時，A環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，磁場最強(qiáng)，而螺線管中磁場的最弱，環(huán)與螺線管間的斥力為零，當(dāng)ef勻速運動時，螺線管中的磁場最強(qiáng)，而環(huán)中磁場最弱，兩者之間的斥力為零，則知兩者間的斥力先增大后減小，再分析A環(huán)對地面的壓力的變化．

解答 解：AB、金屬棒ef由靜止釋放過程中，先做加速度減小的變加速運動，最后做勻速運動，則ef所在回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流先增大后不變，此電流流過線圈MN，MN中產(chǎn)生的磁場先增強(qiáng)后不變，則A環(huán)中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，隨著ef加速度的減小，ef產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大越來越慢，穿過A環(huán)的磁通量的變化率減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流減小，最后為零，故A錯誤，B也錯誤．
CD、由楞次定律分析可知，當(dāng)ef回路中電流增大時，螺線管與A環(huán)之間存在斥力，開始時，A環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，磁場最強(qiáng)，而螺線管中的磁場最弱，環(huán)與螺線管間的斥力為零，當(dāng)ef勻速運動時，螺線管中的磁場最強(qiáng)，而環(huán)中磁場的最弱，兩者之間的斥力為零，則知兩者間的斥力先增大后減小最后恒定不變，故A環(huán)對地面的壓力先增大后減小最后不變，故C正確，D錯誤．
故選：C．

點評 本題是兩次電磁感應(yīng)的問題，要根據(jù)ef桿的運動情況分析A環(huán)中感應(yīng)電流的變化，綜合性較強(qiáng)．