题目内容
7.如图所示,竖直平面内有平行放置的光滑导轨,导轨间距为l=0.2m,电阻不计,导轨间有水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B=2T,方向如图所示,有两根质量均为m=0.1kg,长度均为l=0.2m,电阻均为R=0.4Ω的导体棒ab和cd与导轨接触良好,当用竖直向上的力F使ab棒向上做匀速运动时,cd棒刚好能静止不动,则下列说法正确的是(取g=10m/s2)( )A. | ab棒运动的速度是5 m/s | B. | 力F的大小为1 N | ||
C. | 在1 s内,力F做的功为5 J | D. | 在1 s内,cd棒产生的电热为2.5 J |
分析 对cd棒分析,要使cd始终保持静止不动,cd棒受到的安培力与重力平衡,即可求解;再根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律,结合功表达式与焦耳定律即可求解.
解答 解:A、ab切割磁感线产生的电动势为:E=Blv,
由欧姆定律可知:I=$\frac{E}{R}$
cd受到的安培力为:F=BIl
cd静止不动,cd棒受到的安培力等于它的重力,有:B$\frac{Blv}{2R}$l=mg,
解得:v=5m/s,故A正确.
B、导体棒ab,使之匀速上升,棒ab受到向下的重力G和向下的安培力F,则ab棒受到的拉力为:F拉=F+G=2mg=2N,故B错误.
C、在1s内拉力做的功为:W=F拉vt=2×5×1J=10 J,故C错误.
D、在1s内,电路消耗的电能为:Q=$\frac{E^{2}}{2R}$t=$\frac{(Blv)^{2}}{2R}$=$\frac{(2×0.2×5)^{2}}{2×0.4}$=5 J,因ab和cd电阻相等,则cd棒产生的电热为2.5J,故D正确.
故选:AD.
点评 本题是电磁感应现象中的力平衡问题,关键是对安培力和电路的分析和计算,明确电路结构,正确选择电功公式进行分析求解即可.
练习册系列答案
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A. | 0.2 | B. | 0.02 | C. | 0.25 | D. | 0.5 |
19.假设一个电子在地球表面绕地球运动,则( )
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B. | 它由北向南绕子午线运动能产生与地磁场相似的磁场 | |
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D. | 它由西向东绕赤道运动能产生与地磁场相似的磁场 |
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