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如图所示,水平桌面上放着一对平行金属导轨,左端与一电源相连,中间还串有一开关K.导轨上放着一根金属棒ab,空间存在着匀强磁场.已知两导轨间距为d,电源电动势为E,导轨电

网友投稿  2022-11-15 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示,水平桌面上放着一对平行金属导轨,左端与一电源相连,中间还串有一开关K.导轨上放着一根金属棒ab,空间存在着匀强磁场.已知两导轨间距为d,电源电动势为E,导轨电阻及电源内阻均不计,ab棒的电阻为R,质量为m,棒与导轨间摩擦不计.闭合开关K,ab棒向右运动并从桌边水平飞出,已知桌面离地高度为h,金属棒落地点的水平位移为s.下面的结论中正确是
A.磁场力对ab棒的冲量大小
B.磁场力对ab棒所做的功
C.开始时ab棒离导轨右端的距离
D.ab棒在导轨上运动时间
 

◎ 答案

AB

◎ 解析


设ab棒做平抛运动的初速为v0,运动时间为t’,则
h=gt’2/2,s=v0t’.
解出t’=,v0=
根据动量定理,磁场力对ab棒的冲量,选项A正确.
根据动能定理,磁场力对ab棒所做的功,选项B也正确.
有人会认为
C.D两选项也正确,理由是:由于冲量I=F·t,而磁场力F=Bid=Bed/R,因此t=I/F=.又,由于功W=F·l,因此l=W/F=.实际上这都是错误的,I=F·t与W=F·l都只适用于F是恒力的情况,而在本题的具体情况中,ab棒开始运动后,有了速度,就要产生感应电动势,并使棒中的电流减小,因此它在导轨上的运动过程中,受到的外力是变力,不能套用上面两个公式,因此CD两项都是错误.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,水平桌面上放着一对平行金属导轨,左端与一电源相连,中间还串有一开关K.导轨上放着一根金属棒ab,空间存在着匀强磁场.已知两导轨间距为d,电源电动势为E,导轨电…”主要考查了你对  【动量定理】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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