题目内容

7.如图甲所示,在一个倾角为θ的绝缘斜面上有一“U”形轨道abcd,轨道宽度为L,在轨道最底端接有一个定值电阻R,在轨道中的虚线矩形区域有垂直于斜面向下的匀强磁场B,现让一根长为L、质量为m,电阻也为R的导体棒PQ从轨道顶端由静止释放,从导体棒开始运动到恰好到达轨道底端的过程中其机械能E和位移x间的关系如图乙所示,图中a、b、c均为直线段.若重力加速度g及图象中E1、E2、x1、x2均为已知量.则下列说法正确的是(  )
A.导体棒切割运动时P点比Q点电势高
B.图象中的a和c是平行的
C.导体棒在磁场中做匀变速直线运动
D.可以求出导体棒切割运动时回路中产生的焦耳热

分析 根据右手定则判断电势的高低.根据功能原理分析图象斜率的意义,判断a和c是否平行,并分析导体棒在磁场中的运动情况.结合数学知识分析即可.

解答 解:A、导体棒切割运动时,由右手定则判断知PQ中感应电流的方向从P到Q,则P点比Q点电势低.故A错误.
B、根据功能原理得:△E=F△x,则知E-x图象的斜率等于除重力以外对导体棒做功的力,a、c两段图象中斜率大小等于导体棒所受的摩擦力大小,是相等的,所以a和c的斜率相等,相互平行.故B正确.
C、图象x1-x2段表示导体棒在磁场中运动的过程,图象是直线,斜率一定,说明摩擦力与安培力的合力一定,则安培力不变,导体棒在磁场中应做匀速直线运动,故C错误.
D、x1-x2段导体棒机械能减少了E1-E2,克服摩擦力和安培力做功之和等于E1-E2,不能求出克服安培力做功,所以不能求出回路中产生的焦耳热,故D错误.
故选:B

点评 解决本题的关键理解并掌握功能原理,知道除了重力以外其他的力做功等于物体机械能的变化,来理解图象斜率的物理意义.

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