Question

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（上）所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图（下）所示．在t=0时刻，平板之间中心有一重力不计、电荷量为q的静止微粒，则以下说法正确的是（ ）

A．第3秒内上极板为正极
B．第3秒内上极板为负极
C．第2秒末微粒可能回到原来的位置
D．第3秒末两极板之间的电场强度大小为0.1πr²/d

Answer

（1）由楞次定律可以判断出两极板哪个是正极，哪个是负极；
（2）由法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势，然后由匀强电场场强与电势差的关系可以求出两极板间的场强大小．
【解析】
（1）由图象可知，在第3s内，磁场垂直于纸面向外，磁感应强度变大，穿过金属圆环的磁通量变大，假设环闭合，由楞次定律可知，感应电流磁场与原磁场方向相反，即感应电流磁场方向垂直于纸面向里，然后由安培定则可知，感应电流沿顺时针方向，由此可知，上极板电势高，是正极，故A正确，B错误；
（2）由楞次定律可知，在第1s与第3内上极板是正极，在第2与第4s内，下极板是正极，
因此两极板间的电场每隔1s改变一次方向，带电粒子q在第1s内向下做匀加速运动，
第2s内向下做匀减速直线运动，第2s末速度为零，在第3s内向下做匀加速直线运动，
第4s内向下做匀加速直线运动，由此可知，带电粒子一直向下运动，不会回到原来的位置，故C错误；
（3）由法拉第电磁感应定律可知，在第3s内产生的感应电动势：
E==S=πr2×=0.1πr2，
两极板间的电场强度为：=，故D正确；
故选AD．