如图所示,固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m的导体棒a

◎ 题目

如图所示,固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m的导体棒ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ。现导体棒在水平向左、垂直于导体棒的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时,速度恰好达到最大(运动过程中导体棒始终与导轨保持垂直)。设导体棒接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。则在此过程,下列说法正确的是
A.导体棒的速度最大值为
B.流过电阻R的电荷量为
C.恒力F和摩擦力对导体棒做的功之和等于导体棒动能的变化量
D.恒力F和安培力对导体棒做的功之和大于导体棒动能的变化量

◎ 答案

BD

◎ 解析


试题分析:当合外力为0的时候,导体棒的加速度为0,此时导体棒的速度达到最大值,此后因为速度不变,所以感应电流不变,安培力不变,合外力不变,一直是0,导体棒将做匀速直线运动。由E=Bdv,F=BId以及得出安培力,因为合外力为0,所以F=F+μmg,可解出所以A选项错误;由电荷量q=I△t以及,所以I=△Φ/△t(R+r)得出q=△Φ/(R+r)= ,所以B选项正确;由能量守恒知恒力F做的功在数值上等于产生的电热(即安培力做的功)、摩擦力做的功以及动能的增加量,所以C选项错误而D选项正确。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m的导体棒a…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  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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