题目内容
如图,在水平桌面上放置两条相距l的平行光滑导轨ab与cd,阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连.质量为m、电阻也为R的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动.整个装置放于匀强磁场中,磁场的方向竖直向上,磁感应强度的大小为B.导体棒的中点系一不可伸长的轻绳,绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一个质量也为m的物块相连,绳处于拉直状态.现若从静止开始释放物块,用h表示物块下落的高度(物块不会触地),g表示重力加速度,其他电阻不计,则( )
A、电阻R中的感应电流方向由c到a | ||
B、物体下落的最大加速度为g | ||
C、若h足够大,物体下落的最大速度为
| ||
D、通过电阻R的电量为
|
分析:从静止开始释放物块,导体棒切割磁感线产生感应电流,根据右手定则判断感应电流方向.根据牛顿第二定律列式分析最大加速度.当导体棒匀速运动时,速度最大,由平衡条件和安培力的表达式结合推导出最大速度.根据感应电荷量表达式q=
求解电量.
△Φ |
R |
解答:解:A、从静止开始释放物块,导体棒切割磁感线产生感应电流,由右手定则可知,电阻R中的感应电流方向由c到a,故A正确.
B、设导体棒所受的安培力大小为F,根据牛顿第二定律得:物块的加速度a=
,当F=0,即刚释放导体棒时,a最大,最大值为
g.故B错误.
C、物块和滑杆先做加速运动,后做匀速运动,此时速度最大,则有mg=F,而F=BIl,I=
,解得物体下落的最大速度为v=2
.故C正确.
D、通过电阻R的电量q=
=
=
.故D错误.
故选:AC.
B、设导体棒所受的安培力大小为F,根据牛顿第二定律得:物块的加速度a=
mg-F |
2m |
1 |
2 |
C、物块和滑杆先做加速运动,后做匀速运动,此时速度最大,则有mg=F,而F=BIl,I=
Blv |
2R |
mgR |
B2l2 |
D、通过电阻R的电量q=
△Φ |
2R |
B△S |
2R |
B?lh |
2R |
故选:AC.
点评:本题分析物体的运动情况是解题的基础,关键掌握要会推导安培力,知道感应电荷量表达式q=
,式中R是回路的总电阻.
△Φ |
R |
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