在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场,如图所示PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大.

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  • 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.

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