题目内容

【题目】如图所示,电阻不计、间距为L的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动,外力F与金属棒速度v的关系是F=F0kv(F0k是常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好.金属棒中感应电流为i,受到的安培力大小为F安,电阻R两端的电压为UR,感应电流的功率为P,它们随时间t变化图象可能正确的有( )

A. B.

C. D.

【答案】BC

【解析】试题分析:对金属棒受力分析,根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律得出表达式,分情况讨论加速度的变化情况,分三种情况讨论:匀加速运动,加速度减小的加速,加速度增加的加速,再结合图象具体分析.

设金属棒在某一时刻速度为v,由题意可知,感应电动势,环路电流,即;安培力,方向水平向左,即 ;R两端电压,即;感应电流功率,即.分析金属棒运动情况,由力的合成和牛顿第二定律可得: ,即加速度,因为金属棒从静止出发,所以,且,即,加速度方向水平向右.
(1)若 ,即,金属棒水平向右做匀加速直线运动.有,说明,也即是 ,所以在此情况下没有选项符合.
(2)若 随v增大而增大,即a随v增大而增大,说明金属棒做加速度增大的加速运动,速度与时间呈指数增长关系,根据四个物理量与速度的关系可知B选项符合;

(3)若 随v增大而减小,即a随v增大而减小,说明金属棒在做加速度减小的加速运动,直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动,根据四个物理量与速度关系可知C选项符合;

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网