Question

如图所示，位于同一水平面内的，两根平行的光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面，导轨的一端与一电阻相连，具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直，当磁场的磁感应强度B随时间t如图变化时（规定垂直纸面向里的磁场方向为正），用一平行于导轨的力F向左或向右拉杆ab，使它保持静止．若规定由a→b方向通过杆的感应电流为正，向右的拉力为正，则能反映通过杆的感应电流I和拉力F随时间t变化的图线是（ ）

A．
B．
C．
D．

Answer

由题意，ab棒保持静止，根据法拉第电磁感应定律分析回路中产生的感应电动势，由闭合电路欧姆定律分析感应电流．拉力与ab所受的安培力始终平衡，由F=BIL分析安培力，即可知道拉力的变化．
【解析】
在0-0.5s内，B均匀增大，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生恒定的感应电动势，E1==S=S=2BS，根据楞次定律判断得知，ab中产生的感应电流方向沿b→a，为负方向．感应电流的大小为I1==；ab棒所受的安培力大小为FA1=BI1L=（B+2Bt），方向向左，则拉力大小为
F1=FA1=（B+2Bt），方向向右，为正方向；
在0.5-1s内，B不变，穿过回路的磁通量不变，没有感应电流产生，安培力和拉力均为零；
在1-2s内，B均匀减小，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生恒定的感应电动势，E2==S=S=4BS，根据楞次定律判断得知，ab中产生的感应电流方向沿a→b，为正方向．感应电流的大小为I2==；ab棒所受的安培力大小为FA2=BI2L=[2B-4B（t-1）]=（6B-4Bt），方向向右，则拉力大小为F2=FA2=（6B-4Bt），方向向左，为负方向；故知AC正确．
故选AC