Question

如图甲所示，竖直放置的长直导线MN通有图示方向的恒定电流I，有一闭合矩形金属框abcd与导线在同一平面内，在金属框内部通有如图乙所示的变化磁场（规定垂直于纸面向里为磁场的正方向），下列说法正确的是（ ）

A．0～t₁时间内，MN与ab相斥
B．t₂～t₃时间内，MN与ab相吸
C．t₁时刻MN与ab作用力最小
D．t₂时刻MN与ab作用力最小

Answer

根据磁场与时间的变化关系，由楞次定律可确定线圈产生的感应电流方向，再由右手螺旋定则可判定线圈所处磁场的方向，从而根据左手定则可确定安培力的方向得出结果．
【解析】
A、0～t1时间内，垂直向里的磁场在增强，导致穿过线圈中的磁通量变大，由楞次定律可知，产生的感应电流方向逆时针；而由右手螺旋定则可知，通电直导线在线圈处产生的磁场方向，垂直纸面向外，所以根据左手定则可确定边ab所受到的安培力方向水平向左，而边cd所受到的安培力方向水平向右，由于向左的安培力大于向右的，则MN与ab吸引，故A错误；
B、t2～t3时间内，垂直向外的磁场在增强，导致穿过线圈中的磁通量变大，由楞次定律可知，产生的感应电流方向顺时针；而由右手螺旋定则可知，通电直导线在线圈处产生的磁场方向，垂直纸面向外，所以根据左手定则可确定边ab所受到的安培力方向水平向右，而边cd所受到的安培力方向水平向左，由于向右的安培力大于向左的，则MN与ab排斥，故B错误；
C、在t1时刻，磁场的变化率最小，则产生感应电动势也最小，感应电流也最小，所以在此处所受到的安培力也最小，故C正确；
D、在t2时刻，磁场的变化率最大，则产生感应电动势也最大，感应电流也最大，所以在此处所受到的安培力也最大，故D错误；
故选：C