解题思路:由导体切割磁感线公式E=BLv可求得感应电动势,由功率公式可求得电功率;由闭合电路欧姆定律可求得电路中的电流,则可求得安培力,由牛顿第二定律求得加速度;由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电量公式可求得通过截面的电量;根据能量守恒求解电能.
A、当圆环的直径与边界线PQ重合时,圆环左右两半环均产生感应电动势,有效切割的长度都等于直径,故线圈中的感应电动势E=2B×2a×[v/2]=2Bav;
圆环中的电功率P=
E2
R
(2Bav)2
R=
4B2a2v2
R,故A正确;
B、此时圆环受力F=2BI×2a=4B[2Bav/R]×a=
8B2a2v
R,由牛顿第二定律可得,加速度a=[F/m]=
8B2a2v
mR,故B错误;
C、电路中的平均电动势
.
E=[△Φ/△t]=
Bπa2
△t,则电路中通过的电量Q=
.
I△t=
.
E
R△t=
πBa2
R,故C错误;
D、此过程中产生的电能等于电路中的热量,也等于外力所做的功,则一定也等于动能的改变量,故E=[1/2]mv2-[1/2]m([v/2])2=0.375mv2,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;牛顿第二定律;焦耳定律.
考点点评: 本题考查电磁感应规律、闭合电路运算、感应电动势瞬时值与平均值应用等.关键为:搞清楚磁通量的变化、平动切割的有效长度、瞬时值与平均值,注意求解电量时必须用电流的平均值,不是瞬时值.