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精英家教网如图(甲)所示,顶角θ=45°的光滑金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中.一根与ON垂直的导体棒在水平外力F作用下以恒定速度υ沿导轨MON向右滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均为r.导体棒与导轨的接触点为a和b.在滑动过程中,导体棒始终保持与导轨良好接触.t=0时,导体棒位于顶角O处,则水平外力F随时间的关系可能是图(乙)中的(  )
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分析:先根据切割感应电动势公式E=BLv,欧姆定律、电阻定律分析得出回路中感应电流不变,再根据安培力公式F=BIL分析即可.
解答:解:t时刻,导体棒的位移为:x=vt
导体棒有效的切割长度:L=x
回路中导体棒产生的电动势为:E=BLv=Bxv
回路总电阻为:R=(2x+
2
x)r
电流强度为:I=
E
R
=
Bxv
(2x+
2
x)r
=
Bv
(2+
2
)r

由于匀速直线运动,水平外力等于安培力.则有:
F=BLI=Bvt
Bv
(2+
2
)r
∝t,故A正确.
故选:A
点评:本题综合考查了切割产生的感应电动势、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律等知识点,综合性较强,关键是分析得出感应电流不变.
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