题目内容
17.如图甲所示,两根足够长粗糙的平行金属导轨MN、PQ固定在同一绝缘水平面上,两导轨间距为d=2m,导轨电阻忽略不计,M、P端连接一阻值R=0.75Ω的电阻;现有一质量为m=0.8kg、阻值r=0.25Ω的金属棒ab垂直于导轨放在两导轨上,棒距R距离为L=2.5m,棒与导轨接触良好.整个装置处于竖直方向的匀强磁场中,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示.已知棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2,下列说法正确的是( )A. | 棒相对于导轨静止时,回路中产生的感应电动势为2 V | |
B. | 棒经过2.0 s开始运动 | |
C. | 棒相对于导轨静止时,回路中产生的感应电流为2 A | |
D. | 在0~2.0 s时间内通过R的电荷量q为4 C |
分析 由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律求出回路中感应电流;
根据平衡条件求出磁感应强度,由图象求出经过的时间,根据q=I•△t求出通过R的电荷量
解答 解:A、棒相对导轨静止时,回路中产生的感应电动势$E=\frac{△B}{△t}Ld$=$\frac{2}{5}×2.5×2=2V$,故A正确;
BC、回路电流I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{2}{0.75+0.25}=2A$,棒开始运动时,安培力等于最大静摩擦力,则有BId=μmg,$B=\frac{μmg}{Id}=\frac{0.5×0.8×10}{2×2}=1T$,B=kt=$\frac{2}{5}t$,解得t=2.5s,故B错误;C正确;
D、t=2.0s<2.5s,所以0~2.0s时间内棒相对于导轨静止,通过电阻R的电荷量为q=It=2×2=4C,故D正确;
故选:ACD
点评 本题是电磁感应与电路知识的综合,关键要熟练应用法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律,同时综合考查了力的平衡等知识点,难度不大,常规题.
练习册系列答案
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B. | 这列波的波速为4 m/s | |
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D. | 图示时刻x=5 m处质点的加速度大小为零 | |
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