(2014•资阳模拟)如图所示,两倾角为θ、间距为l的光滑金属平行轨道,轨道间接有电阻R,导轨电阻不计.轨道平面处于垂直

(2014•资阳模拟)如图所示,两倾角为θ、间距为l的光滑金属平行轨道,轨道间接有电阻R,导轨电阻不计.轨道平面处于垂直平面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中.有一质量为m、长为l、电阻为r的导体棒,从轨道上某处由静止开始下滑距离x时达最大速度.则从导体棒开始下滑到达到最大速度的过程中,下列说法中正确的是(  )
A.通过导体棒的电量q=[Blx/R]
B.导体棒最大速度vm=[mgsinθ/Bl]
C.电路中产生的焦耳热Q=mgsinθ(x-
m2g(R+r)2sinθ
2B4l4

D.导体棒的运动时间t=
B2l2x
mgsinθ(R+r)
+
m(R+r)
B2l2
cuicui6286 1年前 已收到1个回答 举报

wankkx 幼苗

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解题思路:电量根据q=△ΦR+r求解;导体棒ab下滑达到最大速度时,重力沿斜面下滑的分力与安培力平衡,据此结合法拉第电磁感应定律和欧姆定律可求最大速度;根据系统的能量守恒求解焦耳热;根据牛顿第二定律和加速度的定义式,运用积分法求解时间.

A、通过导体棒的电量为:q=[△Φ/R+r]=[Blx/R+r],故A错误.
B、导体棒ab下滑达到最大速度时,产生的感应电动势为:E=Blvm,由欧姆定律得棒中的电流值为:
I=[E/R+r]=
Blvm
R+r;
导体棒ab下滑达到最大速度时,重力沿斜面下滑的分力与安培力平衡,故有:mgsinθ=BIl=
B2l2vm
R+r.
解得:vm=
mg(R+r)sinθ
B2l2,故B错误.
C、根据能量守恒定律得:焦耳热Q=mgxsinθ-[1/2m
v2m]=mgsinθ(x-
m2g(R+r)2sinθ
2B4l4),故C正确.
D、取极短时间△t内速度的变化量为△v,根据牛顿第二定律得:
mgsinθ-BIL=ma=m[△v/△t]
可得:mgsinθ△t-BIL△t=m△v
两边求和:mgsinθ


△t-B


(I△t)=m


△v
则得:mgsinθt-BLq=mvm
将q=[Blx/R+r],vm=
mg(R+r)sinθ
B2l2,
代入得:t=
B2l2x
mgsinθ(R+r)+
m(R+r)
B2l2,故D正确.
故选:CD

点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化.

考点点评: 本题考查应用平衡条件解决磁场中导体的平衡问题,要熟练推导安培力和感应电荷量,关键运用微元积分法求解时间,其切入口是加速度的定义式.

1年前

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