题目内容

5.如图所示.倾斜放置的光滑平行导轨处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,导轨上端接有电容为C的电容器,下端接有定值电阻R,导轨平面的倾角为θ,导轨的电阻不计,导轨间距为L、质量为m的直导棒放在导轨上,导棒的电阻为r,现由静止释放导棒,导棒在向下运动的过程中,始终与导轨接触,且与导轨垂直,导轨足够长,则(  )
A.导棒向下加速运动的过程中,减少的重力势能等于导棒动能的增量
B.导棒向下加速运动的过程中,减少的重力势能等于导棒动能的增量和回路中产生的焦耳热之和
C.导棒匀速下滑的过程中,克服安培力做的功等于重力势能的减少量
D.导棒匀速下滑的过程中,减少的重力势能等于回路中产生的焦耳热

分析 导棒加速过程中,电动势增大,电容器两端的电压增大,储存的电场能增大,结合能量守恒定律分析能量的转化.导棒匀速运动时,动能不变,电动势不变,电容器储存的电场能不变,结合能量守恒定律分析判断.

解答 解:A、导体棒加速运动的过程中,重力势能减小,动能增加,回路中产生的热量增加,由于电容器两端的电压在增大,则储存的电场能增大,所以减小的重力势能等于导棒动能的增量、回路中产生的焦耳热以及电容器中电场能的增加量之和,故A、B错误.
C、导棒匀速下滑的过程中,动能不变,电容器两端的电压不变,储存的电场能不变,则重力势能的减小量等于回路中产生的焦耳热,即等于克服安培力做功的大小.故C、D正确.
故选:CD.

点评 本题考查了能量守恒定律的基本运用,知道克服安培力做功全部转化为整个回路的热量.注意导棒加速运动的过程中,电容器两端的电压在变化.

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