如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动,当其通过

◎ 题目

如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动,当其通过位置a、b时,速率分别为va、vb,到位置c时棒刚好静止,设导轨与棒的电阻均不计,a到b与b到c的间距相等,则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中(  )
A.回路中产生的内能不相等
B.棒运动的加速度相等
C.通过棒横截面积的电荷量相等
D.安培力做功相等
魔方格

◎ 答案

A、D、金属棒受到的安培力F=BIL=B
BLv
R
L=
B2L2v
R
,金属棒受到的安培力水平向左,金属棒在安培力作用下做减速运动,速度v越来越小,导体棒克服安培力做功,把金属棒的动能转化为内能,由于ab间距离与bc间距离相等,安培力F从a到c逐渐减小,由W=Fs定性分析可知,从a到b克服安培力做的比从b到c克服安培力做的功多,因此在a到b的过程产生的内能多,故A正确,D错误;
B、金属棒PQ在运动过程中所受到的合力是安培力,由牛顿第二定律得:
B2L2v
R
=ma,由于v减小,所以金属棒向右运动过程中,加速度逐渐减小,故B错误;
C、金属棒运动过程中,电路产生的感应电荷量Q=I△t=
E
R
△t=
△t
R
×
△Φ
△t
=
△Φ
R
=B
△S
R
,从a到b的过程中与从b到c的过程中,回路面积的变化量△S相等,B、R相等,因此,通过棒横截面积的电荷量相等,故C正确;
故选AC.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动,当其通过…”主要考查了你对  【法拉第电磁感应定律】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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