题目内容

【题目】水平面上固定相距为d的光滑直轨道MNPQ,在NQ之间连接不计电阻的电感线圈L和电阻R.匀强磁场磁感应强度为B,方向垂直导轨平面向上,在导轨上垂直导轨放置一质量为m,电阻不计的金属杆ab,在直导轨右侧有两个固定挡块CDCD连线与导轨垂直.现给金属杆ab沿轨道向右的初速度v0,当ab即将撞上CD时速度为v,撞后速度立即变为零但不与挡块粘连.以下说法正确的是(  )

A. ab向右做匀变速直线运动

B. ab撞上CD后,将会向左运动

C. ab在整个运动过程中受到的最大安培力为

D. ab开始运动到撞上CD时,电阻R上产生的热量小于

【答案】BD

【解析】

A.ab向右运动时受到向左的安培力而做减速运动,产生的感应电动势和感应电流减小,安培力随之减小,加速度减小,所以ab做非匀变速直线运动,故A错误;

B. 当ab撞CD后,ab中产生的感应电动势为零,电路中电流要减小,线框将产生自感电动势,根据楞次定律可知自感电动势方向与原来电流方向相同,沿b→a,根据左手定则可知ab受到向左的安培力,故当ab撞CD后,将会向左运动。故B正确;

C. 开始时,ab的速度最大,产生的感应电动势最大,由于线圈中产生自感电动势,此自感电动势与ab感应电动势方向相反,电路中的电流小于,最大安培力将小于BdI= ,故C错误;

D. 从ab开始运动到撞CD时,由于线圈中有磁场能,所以电阻R上产生的热量小于.故D正确。

故选:BD

练习册系列答案
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【题目】霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展.如图1所示,在一矩形半导体薄片的PQ间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在MN间出现电压UH,这个现象称为霍尔效应,UH称为霍尔电压,且满足UHk,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数.某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数.

(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图1所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与______(MN”)端通过导线相连.

(2)已知薄片厚度d=0.40 mm,该同学保持磁感应强度B=0.10 T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表所示.根据表中数据在图2中画出UHI图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为______×103V·m·A1·T1(保留2位有效数字).

(3)该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图3所示的测量电路,S1,S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出).为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向________(ab”),S2掷向________(cd”).为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中.在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻应串联在相邻器件________________(填器件代号)之间.

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