Question

如图甲所示，“U”形金属导轨ABCD固定在绝缘水平面上，金属棒ab放在导轨上，刚好构成一个边长为L=1m的正方形，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，金属棒始终不动，回路中的总电阻为2Ω，则下列说法正确的是（   ）

A.t=1s时，金属棒中的电流方向为从b到a

B.t=3.5s时回路中的瞬时电功率比t=4s时回路中的瞬时电功率小

C.0~2s内通过金属棒截面的电量为1C

D.金属棒受到的摩擦力最大值为4N

Answer

C

【解析】

A．由图乙可知t=1s时，匀强磁场竖直向上均匀增加，由楞次定律可知感应电流由a到b，故A错误；

B．由图乙可知在t=3.5s和t=4s时磁场的变化率是一样的，由法拉第电磁感应定律可知产生的感应电流一样，根据：

可知回路中的瞬时电功率一样，故B错误；

C．根据电流的定义式有：

根据法拉第电磁感应定律有：

由闭合电路欧姆定律有：

联立可得在0~2s内通过金属棒截面的电量为：

故C正确；

D．因为此过程中金属棒始终不动，所以摩擦力始终等于安培力，故根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知当磁场变化率越大，且磁场越大时安培力越大，即当t=2s或t=5s时安培力最大，故有：

故D错误。

故选C。