A. | 电阻R的最大电流为$\frac{Bd\sqrt{2gh}}{R}$ | B. | 流过电阻R的电荷量为$\frac{BdL}{2R}$ | ||
C. | 整个电路中产生的焦耳热为mgh | D. | 电阻R中产生的焦耳热为$\frac{1}{2}$mgh |
分析 金属棒在弯曲轨道下滑时,只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律或动能定理可以求出金属棒到达水平面时的速度,由E=BLv求出感应电动势,然后求出感应电流;由q=$\frac{△Φ}{R+r}$可以求出流过电阻R的电荷量;克服安培力做功转化为焦耳热,由动能定理(或能量守恒定律)可以求出克服安培力做功,得到导体棒产生的焦耳热.
解答 解:A、金属棒下滑过程中,由机械能守恒定律得:mgh=$\frac{1}{2}$mv2,金属棒到达水平面时的速度 v=$\sqrt{2gh}$,金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动,则导体棒刚到达水平面时的速度最大,所以最大感应电动势为 E=BLv,最大的感应电流为 I=$\frac{E}{2R}$=$\frac{BL\sqrt{2gh}}{2R}$,故A错误;
B、流过电阻R的电荷量 q=$\frac{△Φ}{R+r}$=$\frac{BLd}{2R}$,故B正确;
C、金属棒在整个运动过程中,由动能定理得:mgh-WB-μmgd=0-0,则克服安培力做功:WB=mgh-μmgd,所以整个电路中产生的焦耳热为 Q=WB=mgh-μmgd,故C错误;
D、克服安培力做功转化为焦耳热,电阻与导体棒电阻相等,通过它们的电流相等,则金属棒产生的焦耳热:QR=$\frac{1}{2}$Q=$\frac{1}{2}$(mgh-μmgd),故D错误.
故选:B
点评 本题关键要熟练推导出感应电荷量的表达式q=$\frac{△Φ}{R+r}$,这是一个经验公式,经常用到,要在理解的基础上记住,涉及到能量时优先考虑动能定理或能量守恒定律.
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 | |
B. | 运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力 | |
C. | 运动电荷在匀强磁场中受到的洛伦兹力对电荷不做功 | |
D. | 通电直导线在匀强磁场中受到的安培力可能与磁场方向平行 |
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