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如图所示,光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内,并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中.有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动,最终恰好静止在A点.在运动过程中,导体棒与导轨始终构成等边三角形回路,且通过A点的总电荷量为Q.已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为R,其余电阻不计.则(  )
A.该过程中导体棒做匀减速运动
B.该过程中接触电阻产生的热量为
1
8
m
v20
C.开始运动时,导体棒与导轨所构成回路的面积为S=
QR
B
D.当导体棒的速度为
1
2
v0
时,回路中感应电流大小为初始时的一半
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A、感应电动势E=BLv,感应电流I=
E
R
=
BLv
R
,导体棒受到的安培力F=BIL=
B2L2v
R
,由于导体棒在运动过程中L不断减小,安培力不断减小,导体棒的加速度减小,导体棒做加速度减小的减速运动,不做匀减速运动,故A错误;
B、克服安培力做功,导体棒的动能转化为焦耳热,由能量守恒定律可得,接触电阻产生的焦耳热Q=
1
2
mv02,故B错误;
C、在整个过程中,感应电荷量Q=I△t=
E
R
△t=
△Φ
△t
△t
R
=
BS
△t
△t
R
=
BS
R
,则S=
QR
B
,故C正确;
D、感应电动势E=BLv,感应电流I=
E
R
=
BLv
R
,当导体棒的速度为
1
2
v0
时,导体棒的长度L减小,回路中感应电流大小小于初始时的一半,故D错误;
故选C.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2003?上海)如图所示,OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨,O、C处分别接有短电阻丝(图中
粗线表法),R1=4Ω、R2=8Ω(导轨其它部分电阻不计).导轨OAC的形状满足方程y=2sin(
π3
x)
(单位:m).磁感强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面.一足够长的金属棒在水平外力F作用下,以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点,棒与导思接触良好且始终保持与OC导轨垂直,不计棒的电阻.求:
(1)外力F的最大值;
(2)金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率;
(3)在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,AOC是光滑的直角金属导,AO沿竖直方向,ab是一根金属直棒,如图立在导轨上(开始时b离O点很近).它从静止开始在 重力作用下运动,运动过程中a端始终在AO上,b端始终在OC上,直到ab完全落在OC上,整个装置放在一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,则ab棒在运动过程中(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,倾角为θ=30°,宽度为L=1m的足够长的U型平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T且范围充分大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上,现用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力F,牵引一根质量m=0.2kg、电阻R=1Ω的导棒ab由静止沿导轨向上移动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直).当金属导棒ab移动s=2.8m时,获得稳定速度.在此过程中金属导棒产生的热量为Q=5.8J(不计导轨电阻及一切摩擦,g取10m/s2).
问:(1)导棒达到的稳定速度是多少?
(2)导棒从静止达到稳定速度时所需时间是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?资阳三模)如图所示,两根正对的距离为L=1m的平行金属直物直MN、M’、N'位于同一水平面上,两端M、M’之间接一阻值为R=4Ω的定值电阻,NN’端与两条位于竖直平面内的半径均为Ro=0.4m的半圆形光滑金属习口直NP,N'P’平滑连接直轨道的右侧处于竖直向下、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,磁场区域的宽度为s=0.5m,且其右边界与NN’重合.现有一质量为m=lkg,电阻为r=1Ω的一导体杆ab静止在距磁场的左边界也为s处.在与杆垂直的,水平向右且大小为38N的恒力F作用下ab杆开始运动.当运动至磁场右边界时撤去F,结果导休杆ab恰好能以最小的速度通过半圆形习U首的最高点PP'.已知导体杆ab在运动过程中与辆连接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数为μ=02,轨道的电阻可忽略不计,重力加速度g取l Om/s2,求:
(1)ab刚进入磁场时杆中电流的大小和方向;
(2)ab穿过磁场的过程中,通过ab杆的电量;
(3)ab穿过磁场的过程中,ab杆损失的机械能和电阻R上产生的焦耳热.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,光滑的水平金属框架固定在方向竖直向下的匀强磁场中,框架左端连接一个R=0.4W的电阻,框架上面置一电阻r=0.1W的金属导体ab,金属导体长为0.5 m.两端恰与框架接触,且接触良好.金属导体在F=0.4N的水平恒力作用下由静止开始向右运动,电阻R上消耗的最大电功率为P=0.4W.设水平金属框架足够长,电阻不计.

  (1)试判断金属导体ab两端电势高低.
  (2)金属导体ab的最大速度.
  (3)求匀强磁场的磁感应强度.

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