题目内容

如图所示,平行导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中(方向向里),间距为L,左端电阻为R,其余电阻不计,导轨右端接一电容为C的电容器.现有一长2L的金属棒ab放在导轨上,ab以a为轴顺时针以ω转过90°的过程中,通过R的电量为( )

A.Q=
B.Q=2BL2ωC
C.Q=BL2/R
D.Q=BL2 ωC)
【答案】分析:ab棒切割磁感线未脱离导轨时,和R构成闭合回路,根据平均感应电动势,通过平均电流求出通过R的电量,在此过程中对电容充电,ab棒脱离导轨后,电容器放电,所充的电量全部通过电阻R,最后通过R的电量为两电量之和.
解答:解:由ab棒以a为轴旋转到b端脱离导轨的过程中,产生的感应电动势一直增大,对C不断充电,同时又与R构成闭合回路,ab产生的感应电动势平均值
E=
△S表示ab扫过的三角形面积,
通过R的电量
在这一过程中电容器充电的电量Q2=CUm
Um为ab棒在转动过程中产生感应电动势的最大值.

所以ab棒脱离导轨后电容器放电,流过R的电量等于
则流过R的总电量Q=Q1+Q2=BL2 .故D正确,A、B、C错误.
故选D.
点评:解决本题的关键搞清流过R的电量有两部分,一部分是ab棒未离开导轨时,流过R的,一部分是ab棒脱离导轨后,电容所放的电量.
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