题目内容

(2010?广东模拟)如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒ab,质量为m,导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v时,受到安培力的大小为F.此时(  )
分析:由图知:电阻R1、R2并联与导体棒串联.由感应电动势公式E=BLv、欧姆定律、安培力公式,推导安培力与速度的关系式.由功率公式电阻的功率、热功率及机械功率.
解答:解:A、B设ab长度为L,磁感应强度为B,电阻R1=R2=R.
电路中感应电动势E=BLv
ab中感应电流为I=
E
R+
1
2
R
=
2BLv
3R

得到,ab所受安培力F=BIL=
2B2L2v
3R
  ①
电阻R1消耗的热功率P1=(
1
2
I)2R=
B2L2v2
9R
  ②
由①②得,P1=
1
6
Fv
.故A错误,B正确.
C、根据功率公式得:整个装置因摩擦而消耗的热功率P2=μmgcosθv=μmgvcosθ.故C错误.
D、整个装置消耗的机械功率为P3=Fv+P2=(F+μmgcosθ)v.故D正确.
故选BD
点评:本题是常规题,关键是推导安培力与速度的关系式,再求出电阻上的功率与安培力的关系.
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