题目内容

(2013?福州模拟)如图所示,在水平面内的直角坐标系xOy中有一光滑固定金属导轨AOC,其中曲线导轨OA满足方程y=Lsinkx,0C导轨与x轴重合,整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中.现有一单位长度的电阻为R0,长为L的直金属棒从图示位置开始沿x轴正方向匀速运动
π
2k
距离.不计金属导轨A0C电阻和所有接触电阻,则在该直金属棒运动 过程中,它与导轨组成的闭合回路(  )
分析:由右手定则可以判断感应电流方向;
根据感应电动势公式E=Blv,导体有效的切割长度l=Lsinkx,回路的电阻R=LR0sinkx,
由欧姆定律求出感应电流大小,由电功率公式求出电功率.
解答:解:设从图示位置开始导体棒运动时间为t时,速度大小为v,磁感应强度为B.
A、由右手定则可知,感应电流沿顺时针方向,故A错误;
B、导体棒运动过程中,切割磁感线的有效长度l=Lsinkx,感应电动势E=BLv=BLvsinkx,感应电动势与进入轨道距离x不成正比,故B错误;
C、导体棒与轨道构成的闭合回路电阻:R=R0l=LR0sinkx,由欧姆定律可得,感应电流I=
E
R
=
BLvsinkx
LR0sinkx
=
Bv
R0
,B、v、R0都是定值,则感应电流大小不变,由右手定则可知,感应电流总是沿顺时针方向,感应电流方向不变,故C正确;
D、电功率P=I2R=(
Bv
R0
)2
LR0sinkx,随导体棒不断运动,x逐渐增大,sinkx增大,电功率不断增大,故D错误;
故选:C.
点评:本题考查综合分析问题的能力.对于电流变化情况的分析,不能简单认为电动势增大,电流就增大,其实电阻也增大,电流并不变.
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