题目内容

(2008?南开区模拟)如图所示,两根相互平行、间距为L的金属轨道MN和PQ固定在水平面内.轨道所在空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B.在轨道上垂直轨道方向放置两根金属杆ab和cd,它们的电阻分别为R1和R2,质量分别为m1和m2,开始时两金属杆静止在轨道上,某一时刻ab杆受到瞬间水平向右冲量作用,以初速度v0沿轨道滑动,这个瞬间cd杆的速度仍可视为零.已知金属杆ab和cd在轨道上滑动时所受到的摩擦力可忽略不计,金属杆与轨道接触良好,以下说法中正确的是(  )
分析:A:可以用反证法,由于ab和cd都有电阻,ab运动的瞬间,其动生电动势为BLv0,则cd两端电压时路端电压,一定小于电动势.
B:对ab和cd构成的整体来说,安培力为零,系统动量守恒
C:可有右手定则或楞次定律来判定方向应该与v0方向相反.
D:B中已经分析出整体动量是守恒的.
解答:解:
A:当ab杆以水平初速度v0开始在轨道上滑动的瞬间ab杆两端的电势差为BLv0,相当于电源,而cd杆两端无电压.故A错误.
B:对ab和cd构成的整体来说,安培力为零,系统动量守恒,故B正确.
C:提供两种方法:
1.利用“右手定则”可判断出ab杆中电流方向为a到b.则易知cd杆中电流方向为d到c.在根据“左手定则”判断两杆的所受安培力的方向.ab杆水平向左,cd杆水平向右.         
2.运用楞次定律解答.ab杆向右运动,则两杆所够成的回路的面积增大,穿过该闭合回路的磁通量就增大,为了阻碍增大,两杆就具有收缩的趋势,向彼此靠近,以减少穿过的磁通量.故cd的受力应与v0方向相同.
其大小为:F=BIL=B
BLv0
R1+R2
L=
B2L2v0
R1+R2

故C错误.
D:ab杆的动量会减小,cd杆的动量会增大,但会达到一个平衡,即总动量不变.这个在B中已经得到结论,故D错误.
故选B
点评:本题重点掌握动量守恒定律,其次是在C选项中两种方法,其中楞次定律的应用看描述挺复杂,但是在解题速度上要优于右手定则.
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