题目内容

如图,水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环,环面水平,圆环每单位长度的电阻为r,空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下;一长度为2R、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切,切点为棒的中点.棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动,运动过程中棒与圆环接触良好.下列说法正确的是( )

A.拉力的大小在运动过程中保持不变
B.棒通过整个圆环所用的时间为
C.棒经过环心时流过棒的电流为
D.棒经过环心时所受安培力的大小为
【答案】分析:根据几何关系求出此时导体棒的有效切割长度,注意外电路为弧acb和弧adb的电阻并联,求出总电阻,进一步求出电流值,即可算出安培力的大小.最后根据运动学公式可求出运动的时间.
解答:解:A棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动,则速度为v=at,因此F=BIL=,可知在运动过程中棒所受安培力变化,则拉力大小也变化,故A错误;
B、根据位移公式,可得时间为,故B错误;
C、当棒运动到环中心时,速度大小为,产生感应电动势,所以产生感应电流大小为,故C错误;
D、棒经过环心时所受安培力的大小为F=BIL=,故D正确;
故选:D
点评:电磁感应与电路的结合问题,关键是弄清电源和外电路的构造,然后根据电学知识进一步求解.
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