题目内容
7.| A. | 初始时刻棒受到安培力大小为$\frac{2{B}^{2}{L}^{2}{v}_{0}}{R}$ | |
| B. | MN棒最终停在初位置处 | |
| C. | 当棒再次回到初始位置时,AB间电阻R的功率为$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{{v}_{0}}^{2}}{R}$ | |
| D. | 当棒第一次到达最右端时,甲弹簧具有的弹性势能为Ep=$\frac{1}{4}$mv02-Q |
分析 由E=BLv0、I=$\frac{E}{R}$、F=BIL三个公式结合求解初始时刻棒受到安培力大小.明确运动过程并分析运动能量转化情况,从而分析MN最终的位置和甲所具有的弹性势能,注意MN棒从开始到第一次运动至最右端,电阻R上产生的焦耳热为2Q,整个回路产生的焦耳热为4Q.
解答 解:A、由F=BIL及I=$\frac{BL{v}_{0}}{{R}_{并}}$,得安培力大小为FA=$\frac{2{B}^{2}{L}^{2}{v}_{0}}{R}$.故A正确;
B、由于两边弹簧弹力的作用,若MN不在中间位置,弹簧即产生弹力而使MN发生运动,故MN最终只能静止在初始位置,故B正确;
C、当棒再次回到初始位置时,速度小于v0,棒产生的感应电动势小于BLv0,则AB间电阻R的功率小于$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{{v}_{0}}^{2}}{R}$,故C错误;
D、由能量守恒得知,当棒第一次达到最右端时,物体的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲乙弹簧的弹性势能,又甲乙两弹簧的弹性势能相等,所以甲具有的弹性势能为$\frac{1}{2}$($\frac{1}{2}$mv02-2Q)=$\frac{1}{4}$mv02-Q,故D正确;
故选:ABD.
点评 本题考查电磁感应规律与能量规律相结合的问题,分析系统中能量如何转化是关键点,要注意根据导体棒克服安培力做功等于产生的焦耳热,分析电阻R上产生的热量.
练习册系列答案
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19.
水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放着金属棒ab,开始时ab棒以水平初速度v0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比较,这个过程( )
| A. | 通过ab棒的电量相等 | B. | 电流所做的功相等 | ||
| C. | 产生的总内能相等 | D. | 安培力对ab棒所做的功不相同 |
16.
如图所示,甲、乙两图为匀强磁场垂直放置的两个金属框架,甲图接有一个电阻R、乙图接有自感系数为L的线圈,其直流电阻也为R,其他部分两图都相同,下列说法正确的是( )
| A. | 导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动且位移相同,则甲图中外力做功多 | |
| B. | 导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动且位移相同,则乙图中外力做功多 | |
| C. | 导体AB以相同的速度向右做匀速直线运动且位移相同,则甲图中外力做功多 | |
| D. | 导体AB以相同的速度向右做匀速直线运动且位移相同,则乙图中外力做功多 |