Question

【题目】如图甲所示，质量m=1.0×l0-3kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中，“”形框的水平细杆CD长l=0.20m，处于磁感应强度大小B1=1.0T、方向水平向右的匀强磁场中.有一匝数n=150匝、面积S=2.0×l0-3m2的线圈通过开关K与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示.t=0.24s时闭合开关K，瞬间细框跳起（细框跳起瞬间安培力远大于重力），跳起的最大高度h=0.20m.不计空气阻力和水银的黏滞作用，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是

A. 0 -0.10s内线圈中的感应电动势大小为3V

B. 磁感应强度B2的方向竖直向下

C. 开关K闭合瞬间,CD中的电流方向由C到D

D. 开关K闭合瞬间，通过细杆CD的电荷量为0.03C

Answer 1

【答案】AC

【解析】

由法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势。由左手定则可以判断出感应电流方向，然后应用安培定则判断出感应电流磁场的方向，最后应用楞次定律判断磁感应强度的方向。依据左手定则，结合细框跳起瞬间安培力远大于重力，即可求解；细框向上做竖直上抛运动，应用竖直上抛运动规律可以求出细框获得的速度，由动量定理求出细框受到的安培力，然后由电流定义式的变形公式求出电荷量。

由图示图象可知，0～0.10s内：△Φ=△BS=（1-0）×2.0×10-3=2.0×10-3Wb，0～0.10s线圈中的感应电动势大小：，故A正确；细杆CD所受安培力方向竖直向上，由左手定律可知，电流方向为：C→D；由安培定则可知感应电流的磁场方向竖直向上，由图示图象可知，在0.2-0.25s内穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律可知，磁感应强度B2方向：竖直向上，故B错误，C正确；对细框，由动量定理得：B1Il△t=mv-0，细框竖直向上做竖直上抛运动：v2=2gh，电荷量：Q=I△t，解得：，故D错误；故选AC。