一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B,两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内,如图所示,磁感应强度B=0.5T,导体棒a

一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B,两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内,如图所示,磁感应强度B=0.5T,导体棒ab、cd长度均为0.2m,电阻均为0.1Ω,重力均为0.1N,现用力向上拉动导体棒ab,使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好),此时cd静止不动,则ab上升时,下列说法正确的是(  )
A.ab受到的拉力大小为2 N
B.ab向上运动的速度为2 m/s
C.在2 s内,拉力做功,有0.4 J的机械能转化为电能
D.在2 s内,拉力做功为0.6 J
yxd2003q 1年前 已收到1个回答 举报

tanmingyue 幼苗

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解题思路:要使cd始终保持静止不动,cd棒受到的安培力与重力平衡,ab匀速上升,受力也平衡,对两棒组成的整体研究,由平衡条件可求得推力的大小.
对ab研究,根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求解速度.由焦耳定律求解2s内产生的电能,由W=Fs=Fvt求解推力做功.

A、导体棒ab匀速上升,受力平衡,cd棒静止,受力也平衡,对于两棒组成的整体,合外力为零,根据平衡条件可得:ab棒受到的推力F=2mg=0.2N,故A错误.
B、对cd棒,受到向下的重力G和向上的安培力F,由平衡条件得:F=G,即BIL=G,又I=[BLv/2R],联立得:v=[2GR
B2L2=
2×0.1×0.1
0.52×0.22=2m/s,故B正确.
C、在2s内,电路产生的电能Q=
E2/2R]t=
(BLv)2
2Rt=
(0.5×0.2×2)2
2×0.1×2J=0.4J,则在2s内,拉力做功,有0.4J的机械能转化为电能,故C正确.
D、在2s内拉力做的功为:W=Fvt=0.2×2×2J=0.8J,故D错误.
故选:BC.

点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;电功、电功率.

考点点评: 本题是电磁感应现象中的力平衡问题,关键是对安培力和电路的分析和计算.要灵活选择研究对象,本题运用整体法和隔离法结合,比较简洁.

1年前

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