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如图甲所示,金属棒MN放在曲线金属导轨ab和直线金属导轨cd之间(不计一切摩擦及金属棒和两导轨的电阻).图中曲线导轨ab被弯成正弦(或余弦)曲线.两导轨右端连有一定值电阻R,整个装置水平置于竖直向下的匀强磁场中.在金属棒MN上施加一垂直于MN的水平作用力F,使MN始终垂直于直线导轨做匀速直线运动.图中P为金属棒MN与曲线导轨的接触点,金属棒MN运动过程中与导轨接触良好.当金属棒MN处在两导轨左端虚线所在位置时开始计时,设UMN、UPN分别表示金属棒MN、PN间的电势差,则对乙图判断正确的是(  )精英家教网
分析:MN切割磁感线,切割磁感线的那部分导体相当于电源,根据右手定则,可以判断M点电势高于N点,由于MN匀速直线运动,所以据E=BLv可得MN间的电势差UMN恒为定值,UPN由于NP切割磁感线的长度L是按余弦函数规律变化的,故UPN恒为正值,大小与切割长度L成正比;
解答:解:由于MN切割磁感线长度恒为MN,根据E=BLv可知,导体切割的速度恒定,故产生的电动势UMN为一定值,根据右手定则可知M点电势比N点电势来得高,故a图为一恒定正值的电动势,故四个图中只有a图为符合电势差恒为一正值,故选A;
由于金属棒和ab轨道接触良好,故PN间的电势差 UPN=BLPNv,根据图象可知,切割长度LPN大小随运动按余弦函数规律变化,其最大值为ac的宽度,最小值为某一定值,由 UPN=BLPNv可知,PN两点间的电势差恒大于0,大小按余弦函数规律变化,故四个图象中只有c图象满足要求,故选C.
故选AC.
点评:正确认识右手定则判断感应电流的方向,并能根据电流方向判断电势高低,能根据E=BLv判断电势差的大小.
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