如图甲所示,圆形的刚性金属线圈与一平行板电容器连接,线圈内存在垂直于线圈平面的匀强磁场,磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示(以图示方向为正方向).t=0时刻,平行板电容器间一带正电的粒子(重力可忽略不计)由静止释放,假设粒子运动未碰到极板,不计线圈内部磁场变化对外部空间的影响,下列粒子在板间运动的速度图象和位移图象(以向上为正方向)中,正确的是( )
A. B.
C.
D.
解:AB、0~内情况:由楞次定律可知,金属板上极板带负电,金属板下极板带正电;
因粒子带正电,则粒子所受电场力方向竖直向上而向上做匀加速运动.
~
内情况:由楞次定律可知,金属板上极板带正电,金属板下极板带负电;
因粒子带正电,则粒子所受电场力方向竖直向下而向上做匀减速运动,直到速度为零.
~
内情况:由楞次定律可知,金属板上极板带正电,金属板下极板带负电,带正电粒子向下匀加速,
同理,~T内情况:由楞次定律可知,金属板上极板带负电,金属板下极板带正电;
因粒子带正电,则粒子所受电场力方向竖直向上,而向下做匀减速运动,直到速度为零.故AB错误;
CD、由A选项分析可知,末速度减小为零,位移最大,当T末,粒子回到了原来位置.故C正确,D错误;
故选:C.
法拉第电磁感应定律:
导体切割磁感线的两个特例:
的区别与联系及选用原则:
电磁感应中动力学问题的解法:
电磁感应和力学问题的综合,其联系的桥梁是磁场对感应电流的安培力,因为感应电流与导体运动的加速度有相互制约的关系。
1.分析思路
(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。
(2)求回路中的电流。
(3)分析研究导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向)。
(4)列动力学方程或平衡方程求解。
2.常见的动态分析这类问题中的导体一般不是做匀变速运动,而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态,故解这类问题时正确进行动态分析确定最终状态是解题的关键。同时也要抓好受力情况和运动情况的动态分析,研究顺序为:导体受力运动产生感应电动势一感应电流一通电导体受安培力一合外力变化一加速度变化一速度变化一周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零.导体达到稳定运动状态。
电磁感应中的动力学临界问题:
(1)解决这类问题的关键是通过运动状态的分析,寻找过程中的临界状态,如速度、加速度求最大值或最小值的条件。
(2)基本思路:
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