两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个多匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向均匀变化的磁场，其磁通量的变化率为k，电阻R与金属板连接，如图所示。两

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两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个多匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向均匀变化的磁场，其磁通量的变化率为k，电阻R与金属板连接，如图所示。两板间有一个质量为m，电荷量为+q的油滴恰好处于静止状态，重力加速度为g，则线圈中的磁感应强度B的变化情况和线圈的匝数n分别为（）

A．磁感应强度B竖直向上且正在增强，

B．磁感应强度B竖直向下且正在增强，

C．磁感应强度B竖直向上且正在减弱，

D．磁感应强度B竖直向下且正在减弱，

答案

解析

由题，电荷量+q的油滴恰好静止金属板间，受到的电场力与重力平衡，由平衡条件得知，油滴受到的电场力竖直向上，则金属板上板带负电，下板带正电．
A、C若磁感应强度B竖直向上，B正在增强时，根据楞次定律得知，线圈中产生的感应电动势是下负上正，金属板下板带负电，上板带正电，油滴不能平衡，则磁感应强度B竖直向上且B正在减弱时，油滴能保持平衡．根据法拉第电磁感应定律得：

①
金属板间的电压为

②
要使油滴平衡，则有

=mg ③
联立①②③得：

．同理可知，磁感应强度B竖直向下且正增强时，

，油滴能保持静止．
本题是电磁感应与电路、电场、力学等知识的综合应用．对于电磁感应问题，要楞次定律判断感应电动势、法拉第定律研究感应电动势大小是常用的思路．

举一反三

如图甲所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O以角速度ω匀速逆时针转动。设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点。那么，在图乙中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是（）

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（18分）如图所示，质量

，电阻

，长度

的导体棒

横放在U型金属框架上。框架质量

，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数

，相距0.4m的

、

相互平行，电阻不计且足够长。电阻

的

垂直于

。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度

。垂直于

施加

的水平恒力，

从静止开始无摩擦地运动，始终与

、

保持良好接触。当

运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s²。
（1）求框架开始运动时

速度v的大小；
（2）从

开始运动到框架开始运动的过程中，

上产生的热量

，求该过程

位移x的大小。

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如图所示，半径为R的导线环对心、匀速穿过半径也为R的匀强磁场区域，关于导线环中的感应电流随时间的变化关系，下列图像中(以逆时针方向的电流为正)最符合实际的是

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如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L，金属导体棒ab垂直放置在导轨上，并与导轨保持良好接触，导体棒电阻为R，导轨电阻不计，空间有垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。当金属导体棒ab由静止开始向下运动一段时间t₀后，再接通开关S，则在下列图像中，导体棒运动的v—t图像可能正确的是：

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（16分）如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，磁感应强度B＝0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R＝0.50Ω的电阻，导轨宽度L＝0.40m。金属棒ab紧贴在导轨上，现使金属棒ab由静止开始下滑，通过传感器记录金属棒ab下滑的距离h与时间t的关系如下表所示。（金属棒ab和导轨电阻不计，g=10m/s²）

时间t/s	0	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80
下滑距离h/m	0	0.18	0.60	1.20	1.95	2.80	3.80	4.80	5.80	6.80

求：（1）在前0.

4s的时间内，金属棒ab中的平均电动势；
（2）金属棒的质量m；
（3）在前1.60s的时间内，电阻R上产生的热量Q_R。

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