有一只粗细均匀、直径为d、电阻为r的光滑金属圆环水平放置在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,其俯视图如图所示

有一只粗细均匀、直径为d、电阻为r的光滑金属圆环水平放置在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,其俯视图如图所示.一根长为d、电阻为[r/2]的金属棒始终紧贴圆环以速度v匀速平动,当ab棒运动到圆环的直径位置时,说法正确的是(  )
A.ab棒两端电压为[2Bdv/3]
B.ab棒中的电流为[4Bdv/3r]
C.ab棒受安培力为
B2d2v
r

D.外力对ab棒的功率为
4B2d2v
3r
liwh_2 1年前 已收到1个回答 举报

tjjrhn 花朵

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解题思路:棒在垂直切割磁感线,从而产生感应电动势,出现感应电流,导致棒受到安培阻力作用,由闭合电路欧姆定律可求出棒两端的电压与通过的电流,可根据安培力表达式F=BIL,可求出安培力的大小,最后由外力做功等于安培力做功,从而可求出外力做功的功率.

AB、金属棒始终紧贴圆环以速度v匀速平动,因此产生感应电动势大小为:E=Bdv,由于电阻为[r/2]的光滑金属半圆环并联后,再与电阻为[r/2]的金属棒进行串联,根据欧姆定律有:I=[E

r/2+

r

r
2
r=
4Bdv
3r],则ab棒两端电压为为:U=I[r/4]=[Bdv/3],故A错误,B正确;
C、根据安培力表达式,则有:F=BId=B×[4Bdv/3r×d=
4B2d2v
3r],故C错误;
D、因棒做匀速直线运动,则有安培力等于外力,所以外力对棒的功率等于安培力做的功率,即为:
P=Fv=
4B2d2v2
3r,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;电功、电功率.

考点点评: 考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的应用,掌握安培力与功率的表达式,注意棒两端的电压是路端电压,千万不能是I[r/2],同时理解外力做功等于安培力做功,即产生的内能.

1年前

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