题目内容

10.竖直放置的光滑的平行导体棒P、Q相距L=0.2m,电阻不计,磁感强度B=0.5T的匀强磁场与P、Q所处的竖直面垂直,方向如图所示,直导线ab和cd沿水平方向两端分别与导体棒P、Q保持良好接触,它们的重量均为G=0.1N,电阻均为R=0.1Ω,现用力F竖直向上拉ab,使它做匀速运动,而cd恰能静止不动.下列说法正确的有(  )
A.cd受竖直向上的磁场力作用,大小为0.1N
B.ab受竖直向下的磁场力作用,大小为0.1N
C.作用于ab竖直向上的拉力大小为0.1N,拉力的功率为0.2W
D.作用于ab竖直向上的拉力大小为0.2N,拉力的功率为0.4W

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,由平衡条件可求得磁场力的大小.
ab匀速上升,受力也平衡,对两棒组成的整体研究,由平衡条件可求得拉力的大小.
对ab研究,根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求解速度.P=Fv求解推力做功的功率.

解答 解:
A、导体棒ab匀速上升,受力平衡,cd棒静止,受力也平衡,根据平衡条件可得:cd受磁场场力竖直向上,大小为0.1N,故A正确;
B、ab棒中电流和cd中电流大小相等方向相反,故受到的磁场力方向竖直向下,大小也为0.1N,故B正确;
CD、根据整体受力分析知推力F=2mg=0.2N,对cd棒,受到向下的重力G和向上的安培力F安,由平衡条件得:F安=G,即BIL=G,
又I=$\frac{BLv}{2R}$,联立得:v=$\frac{2GR}{{B}^{2}{L}^{2}}$=$\frac{2×0.1×0.1}{0.{5}^{2}×0.{2}^{2}}$=2m/s,拉力功率P=F推v=0.2×2=0.4W,故C错误,D正确.
故选:ABD

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.要灵活选择研究对象,本题运用整体法和隔离法结合,比较简洁.

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