Question

如圖甲所示，質量為2kg的絕緣板靜止在粗糙水平地面上，質量為1kg、邊長為1m、電阻為0.1Ω的正方形金屬框ABCD位于絕緣板上，E、F分別為BC、AD的中點。某時刻起在ABEF區域內有豎直向下的磁場，其磁感應強度B1的大小隨時間變化的規律如圖乙所示，AB邊恰在磁場邊緣以外；FECD區域內有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B2=0.5T，CD邊恰在磁場邊緣以內。假設金屬框受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，兩磁場均有理想邊界，取g＝10m/s2。則

A．金屬框中產生的感應電動勢大小為1V

B．金屬框受到向左的安培力大小為1N

C．金屬框中的感應電流方向沿ADCB方向

D．如果金屬框與絕緣板間的動摩擦因數為0.3，則金屬框可以在絕緣板上保持靜止

 

Answer 1

D

【解析】

試題分析：據題意，磁感應強度B1的大小隨時間變化的規律為，磁感應強度B2=0.5T，在金屬框內產生的電動勢為：，故選項A錯誤；金屬桿受到向左的安培力為0，故選項B錯誤；據楞次定律可知金屬框內電流方向為：ABCD，故選項C錯誤； 整個金屬框內電流為：,CD邊受到的安培力為：,如果金屬框處于靜止狀態，則可以求得動摩擦因素為：，所以當動摩擦因數為0.3時金屬框處于靜止狀態，故選項D正確。

考點：本題考查楞次定律，法拉第電磁感應定律和物體平衡條件。