题目内容

【题目】被弯成正弦函数图像形状的导体棒a和直导体棒b放置在如图所示的坐标系中,a、b的右端通过导线与阻值R=5Ω的电阻连接,导体棒c与y轴重合,整个装置处在方向垂直坐标系向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场中(图中未画出),除R外不计一切电阻,现使导体棒c在水平力F作用下从图示位置以v=5m/s的速度匀速运动至a、b右端,整个过程中导体棒a、b和c保持良好接触,不计一切摩擦,则

A. 流过电阻R的电流方向如图中箭头所示

B. 水平力F的最小值为0.32N

C. 水平力F的最大功率为7.2W

D. 电阻R产生的总热量为2.56J

【答案】C

【解析】A、导体棒c向右运动时,穿过回路的磁通量减小,根据楞次定律“增反减同”知,感应电流的磁场垂直坐标系向里,由安培定则可知,流过电阻R的电流方向与如图中箭头所示的方向相反,故A错误.

B、c棒有效切割的长度最小值为 ,产生的感应电动势最小值为 ,感应电流最小值为,c棒所受安培力的最小值为 ,金属棒匀速运动,由平衡条件可得,水平力F的最小值为 .故B错误.

C、c棒有效切割的长度最大值为 ,产生的感应电动势最大值为 ,感应电流最大值为,c棒所受安培力的最大值为 ,金属棒匀速运动,由平衡条件可得,水平力F的最大值为 ,水平力F的最大功率为 故C正确.

D、在回路中c棒产生的瞬时电动势为

,可看成正弦式电动势和恒定电动势叠加而成,正弦式电动势的最大值为,有效值为,恒定电动势为 ,所以电阻R产生的总热量为,故D错误.

故本题选:C

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