题目内容

【题目】如图所示,ON0′N′为同一斜面内的两条光滑平行长直金属导轨,导轨左端串接电阻R,金属杆ab垂直导轨放置,金属杆和导轨的电阻不计,杆与导轨同接触良好,整个装置处于垂直导轨平面斜向上的与匀强磁场中。静止释放金属杆ab,在金属杆向下滑动过程中,金属杆的速度大小为v、所受安培力大小为、通过的感应电流大小为IR上消耗的总能最为E,则下列关于vIE随时间变化的图象可能正确的是

A. B. C. D.

【答案】AD

【解析】A金属杆ab在重力的分力的作用下从静止开始运动。由于金属杆切割磁感线产生感应电动势和感应电流,受到随速度的增大而增大的安培力作用,所以金属杆做加速度逐渐减小的加速运动,当安培力增大到等于沿斜面向下的恒力后,金属杆做匀速直线运动, 图象A正确;

B杆所受安培力 随时间变化的图象与速度图象类似,故B错误;

C金属杆切割磁感线产生的感应电动势,感应电流,感应电流与速度成正比,感应电流随时间变化的图线与选项A所示图象类似,故C错误。

D加速下滑过程中重力做的功一部分使金属杆动能增大,另一部分转化为电能,被电阻R消耗掉;当金属杆匀速运动后,重力所做的功等于克服安培力所做的功,等于R上消耗的总能量E,因此D选项的图象可能正确。

故选:AD

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