题目内容

【题目】如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中( )

A.运动的平均速度大小为
B.下滑位移大小为
C.产生的焦耳热为qBLν
D.受到的最大安培力大小为

【答案】B
【解析】解:A、金属棒ab开始做加速度逐渐减小的变加速运动,不是匀变速直线运动,平均速度不等于 v,而是大于 ;故A错误.

B、由电量计算公式q= ,联立得 可得,下滑的位移大小为 ,故B正确.

C、产生的焦耳热Q=I2Rt=qIR,而这里的电流I比棒的速度大小为v时的电流 小,故这一过程产生的焦耳热小于qBLv.故C错误.

D、金属棒ab做加速运动,或先做加速运动,后做匀速运动,速度为v时产生的感应电流最大,受到的安培力最大,最大安培力大小为F=BI′L= .故D错误.

故选:B.

金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,做加速度逐渐减小的变加速运动.由运动学公式,法拉第电磁感应定律、能量守恒定律等研究处理.

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