半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图甲所示；有一变化的磁场垂直于

Question

半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图甲所示；有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示．在t=0时刻平行板之间的中心位置有一电荷量为+q的粒子由静止释放，粒子运动过程中与金属板始终没有接触，粒子的重力不计，平行板电容器的充、放电时间不计．则以下说法中正确的是（　　）

A．第1秒内上极板为正极
B．第2秒内上极板为正极
C．第2秒末粒子回到了原来位置
D．第2秒末两极板之间的电场强度大小为(πr2)/(10d)

Answer 1

A、由图象可知，在第1s内，磁场垂直于纸面向内，磁感应强度变大，穿过金属圆环的磁通量变大，假设环闭合，由楞次定律可知，感应电流磁场与原磁场方向相反，即感应电流磁场方向垂直于纸面向外，然后由安培定则可知，感应电流沿逆时针方向，由此可知，上极板电势低，是负极，故A错误；
B、由图象可知，在第2内，磁场垂直于纸面向内，磁感应强度变小，穿过金属圆环的磁通量变小，假设环闭合，由楞次定律可知，感应电流磁场与原磁场方向相同，即感应电流磁场方向垂直于纸面向内，然后由安培定则可知，感应电流沿顺时针方向，由此可知，上极板电势高，是正极，故B正确；
C、由楞次定律可知，在第1s与第3内上极板是正极，在第2与第4s内，下极板是正极，
因此两极板间的电场每隔1s改变一次方向，带电粒子q在第1s内向下做匀加速运动，
第2s内向下做匀减速直线运动，第2s末速度为零，在第3s内向下做匀加速直线运动，
第4s内向下做匀加速直线运动，由此可知，带电粒子一直向下运动，不会回到原来的位置，故C错误；
D、法拉第电磁感应定律可知，在第3s内产生的感应电动势：
E=(△∅)/(△t)=(△B)/(△t)S=πr²×(0.1−0)/(1)=0.1πr²，
两极板间的电场强度为：(E)/(d)＝(0.1πr2)/(d)，故D正确；
故选BD