题目内容

3.如图所示,光滑U型金属导轨PQMN水平固定在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨宽度为L.QM之间接有阻值为R的电阻,其余部分电阻不计.一质量为m,电阻为R的金属棒ab放在导轨上,给棒一个水平向右的初速度v0使之开始滑行,最后停在导轨上.由以上条件,在此过程中不能求出的物理量有(  )
A.电阻R上产生的焦耳热B.ab棒运动的时间
C.通过电阻R的总电荷量D.ab棒运动的位移

分析 明确导体棒的运动过程,分析其受力和能量转化关系,知道停止运动时其动能全部转化为内能,即可由能量守恒求出焦耳热;根据动量定理列式求电荷量;根据感应电荷量q=$\frac{△Φ}{R}$可求出电量.但由于加速度变化,故时间无法求出.

解答 解:A、根据能量守恒得:电阻R上产生的焦耳热Q=frac12mv02
B、由于ab棒做变减速运动,无法求出时间,
C、根据动量定理得:-B$\overline{I}$L△t=0-mv0,又q=$\overline{I}$△t,感应电荷量:q=$\frac{m{v}_{0}}{BL}$,
D、设ab棒运动的位移为s.感应电荷量q=$\frac{△Φ}{R}$=$\frac{BLS}{R}$,解得s=$\frac{qR}{BL}$,
本题选择无法求出的,故选:B.

点评 本题考查电磁感应与电路和能量关系结合的题目,由能量守恒可以求出电阻产生的焦耳热,同时注意电量可以根据法拉第电磁感应定律求出,但由于导体棒做加速度减小的减速运动,无法求出导体棒的运动时间.

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