Question

如图所示，一导体棒在匀强磁场中沿金属导轨做简谐运动，OO′为平衡位置，aa′和bb'分别为离开平衡位置的最大位移处，变压器原副线圈电阻不计，下列说法正确的是（　　）

• A、若金属棒自OO′向aa′运动过程中，电容器上极板带正电
• B、若金属棒自bb′向OO′运动过程中，电容器上极板带正电
• C、当金属棒通过OO′时，电容器所带电荷量最大
• D、当金属棒通过aa′时，电容器所带电荷量最小

Answer 1

分析：导体棒在匀强磁场中沿金属导轨做简谐运动，根据右手定则可知，感应电流的方向，结合右手螺旋定则与楞次定律，即可求解．

解答：解：A、金属棒在磁场中做简谐运动，由于棒的切割运动，产生感应电动势，出现感应电流，当金属棒自OO′向aa′运动过程中，棒的速度减小，
根据I=

E

R

=

BLv

R

和右手定则可知，感应电流的大小在减小，方向逆时针方向，
因此导致通过与电容器相连线圈的磁场方向向上，且磁通量大小在减小，
根据楞次定律得感应电流的磁场方向向上，也产生逆时针方向电流，则有电容器上极板带正电，故A正确；
B、与A选项分析，当金属棒自bb′向OO′运动过程中，棒的速度增大，由右手定则可知，感应电流的方向逆时针方向，因此导致通过与电容器相连线圈的磁场方向向上，且磁通量大小在增大，根据楞次定律，则有：电容器上极板带负电，故B错误；
C、当金属棒通过OO′时，速度最大，产生电动势也最大，但左边的线圈磁通量变化率最小，所以电容器两端的电压最小，因此电容器所带电荷量最小，故C错误；
D、当金属棒通过aa′时，速度最小，产生电动势也最小，但则左边的线圈磁通量变化率最大，所以电容器两端的电压最大，因此电容器所带电荷量最大，故D错误；
故选：A．

点评：类似于线框在磁场转动切割一样，当穿过线框的磁通量最大时，此时感应电流为零；而当穿过线框的磁通量最小时，感应电流却最大，并理解楞次定律、右手定则与右手螺旋定则的应用．