Question

【题目】半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图甲所示，有一变化的磁场垂直于纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，变化规律如图乙所示。在t＝0时刻平行板之间的中心位置有一电荷量为＋q的粒子由静止释放，粒子的重力不计，平行板电容器的充、放电时间不计，取上板的电势为零。粒子始终未打中极板，则以下说法中正确的是（ ）

A. 第2s内上极板为正极

B. 第2s末粒子回到了原来位置

C. 第2s末两极板之间的电场强度大小为 (V/m)

D. 第4s末粒子的电势能为 (J)

Answer 1

【答案】ACD

【解析】A、由图象可知，在第2秒内，磁场垂直于纸面向内，磁感应强度变小，穿过金属圆环的磁通量变小，假设闭合，由楞次定律可知，感应电流磁场与原磁场方向相同，即感应电流磁场方向垂直于纸面向内，然后由安培定则可知，感应电流沿顺时针方向，由此可见，上极板电势高，是正极，故A正确；
B、由楞次定律可知，在第1秒内，下板为正，粒子向下做匀加速运动，第2秒内，上板为正，粒子向下做匀减速运动，直到速度为零，即第2s末粒子距离出发点最远，没有回到原来的位置，故B错误；
C、法拉第电磁感应定律可知，在第2秒内产生的感应电动势为：

则两极板间的电场强度为： ，故C正确；
D、第4秒末下极板是正极，且粒子回到两板中点，因上板电势为零，则中点的电势为，粒子具有的电势能为： ，故D正确；