如图所示,光滑U型金属导轨PQMN水平固定在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨宽度为L.QM之间接有阻值为R的电阻,其余部分电阻不计.一质量为m,电阻为R的金属棒ab放在导轨上,给棒一个水平向右的初速度v0使之开始滑行,最后停在导轨上.由以上条件,在此过程中可求出的物理量有( )A. 电阻R上产生的焦耳热B. 通过电阻R的总电荷量C. ab棒运动的位移D. ab棒运动的时间
问题描述:
如图所示,光滑U型金属导轨PQMN水平固定在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨宽度为L.QM之间接有阻值为R的电阻,其余部分电阻不计.一质量为m,电阻为R的金属棒ab放在导轨上,给棒一个水平向右的初速度v0使之开始滑行,最后停在导轨上.由以上条件,在此过程中可求出的物理量有( )
A. 电阻R上产生的焦耳热
B. 通过电阻R的总电荷量
C. ab棒运动的位移
D. ab棒运动的时间
答
A、根据能量守恒得:电阻R上产生的焦耳热Q=
mv02,故A正确.1 2
B、根据动量定理得:-B
L△t=0-mv0,又q=.I
△t,感应电荷量:q=.I
,故B正确.mv0
BL
C、设ab棒运动的位移为s.感应电荷量q=
=△Φ R
,则得s=BLs R
,可求得ab棒运动的位移s,故C正确.qR BL
D、由于ab棒做变减速运动,无法求出时间,故D错误.
故选:ABC.
答案解析:给棒一个水平向右的初速度v0使之开始滑行的过程中,做减速运动,停止运动时其动能全部转化为内能,即可由能量守恒求出焦耳热;根据动量定理列式求电荷量;根据感应电荷量q=
可求出位移.时间无法求出.△Φ R
考试点:导体切割磁感线时的感应电动势;法拉第电磁感应定律;电磁感应中的能量转化.
知识点:由能量守恒可以求出电阻产生的焦耳热,由于导体棒做加速度减小的减速运动,无法求出导体棒的运动时间与位移.