解题思路:由法拉第电磁感应定律求出感应电动势,由欧姆定律求出电流,由q=It求出电荷量;当两次下滑的位移相同时,根据重力做功,判断重力势能的减小量是否相同,磁通量的变化量相同.阻力不同,下滑时间不同,磁通量的变化率不同.两次下滑的位移相同时,金属棒的速度不同,机械能减小量不同.
设金属杆下滑的距离为s,下降的高度为h,导轨间距为L;
A、由法拉第定律可得,感应电动势:E=[△Φ/△t]=[B△S/△t]=[BsL/△t],电流平均值 I=[E/R],通过电阻的电荷量 q=I△t=[BsL/R],由此可知,两种情况下通过电阻的电量相等,故A正确;
B、机械能的变化量不同.因为导轨粗糙时,ab棒所受阻力大,下滑的加速度小,在下滑的位移相同时,金属棒获得的速度小,所以机械能的减小量较大.故B错误.
C、导轨光滑和粗糙两种情况比较,磁通量的变化量相同,但磁通量的变化率不同.导轨粗糙时,ab棒所受阻力大,下滑时间较长,磁通量变化率较小.故C错误.
D、根据能量守恒可知导体棒经过相同位置时,导轨光滑时速度较大,产生的感应电动势和感应电流较大,所受的安培力较大,而两种情况导体棒通过的路程相等,所以导轨光滑时克服安培力做功较多,因而产生焦耳热较多,故D错误.
故选:A
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势.
考点点评: 本题中电量可直接根据经验公式q=[△Φ/R]分析.机械能的变化量是根据能量守恒定律判断,也可以根据功能关系判断,除重力以外的力做功不同,机械能的变化量不同.