如图所示,固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大

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  • 解题思路:导体棒在水平恒力作用下,在磁场中切割磁感线,沿粗糙导轨由静止运动到速度最大.在此过程中通过恒力F做功将其他形式能转化为导体棒的动能、电路电阻的内能及摩擦产生的内能.由动能定理可知恒力、安培力、摩擦力做的总功等于导体棒的运动变化.当恒力等于安培力与摩擦力之和时,导体棒达到最大速度.而流过电阻的电量则此过程中平均电流与时间的乘积,所以利用法拉第电磁感应定律可求出平均感应电动势,从而求出流过电阻的电量.

    A、当导体棒受到的恒力等于安培力与摩擦力之和时,导体棒达到最大速度.

    即F=F+f 而F=BId=

    B2d2vm

    R+r,f=μN=μmg

    则最大速度vm=

    (F−μmg)(R+r)

    B2d2.故A错误.

    B、根据法拉第电磁感应定律,E=[△Φ/△t],则平均电流

    .

    I=

    E

    r+R,则流过电阻的电量q=

    .

    I△t=

    △Φ

    R+r=

    BdL

    R+r.故B正确.

    C、根据能量守恒定律知,恒力F与摩擦力做功之和等于整个回路中产生的焦耳热与动能的增加量.故C错误.

    D、根据动量定理,合力的冲量等于杆动量的变化量,即恒力F、安培力、摩擦力的合力冲量等于杆动量的变化量.故D错误.

    故选B.

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;动量 冲量.

    考点点评: 导体棒在切割磁感线后产生感应电流,从而出现安培力,然而安培力是与速度有关的特殊力.故棒是做加速度在减小的加速运动直到匀速.

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