一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B,两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内,如图所示,磁感应强度B=0.5T,导体棒ab、cd长度均为0.2m,电阻均为0.1Ω,重力均为0.1N,现用力向上拉动导体棒ab,使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好),此时cd静止不动,则ab上升时,下列说法正确的是( )A. ab受到的拉力大小为2 NB. ab向上运动的速度为2 m/sC. 在2 s内,拉力做功,有0.4 J的机械能转化为电能D. 在2 s内,拉力做功为0.6 J
问题描述:
一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B,两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内,如图所示,磁感应强度B=0.5T,导体棒ab、cd长度均为0.2m,电阻均为0.1Ω,重力均为0.1N,现用力向上拉动导体棒ab,使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好),此时cd静止不动,则ab上升时,下列说法正确的是( )
A. ab受到的拉力大小为2 N
B. ab向上运动的速度为2 m/s
C. 在2 s内,拉力做功,有0.4 J的机械能转化为电能
D. 在2 s内,拉力做功为0.6 J
答
A、导体棒ab匀速上升,受力平衡,cd棒静止,受力也平衡,对于两棒组成的整体,合外力为零,根据平衡条件可得:ab棒受到的推力F=2mg=0.2N,故A错误.B、对cd棒,受到向下的重力G和向上的安培力F安,由平衡条件得:F安...
答案解析:要使cd始终保持静止不动,cd棒受到的安培力与重力平衡,ab匀速上升,受力也平衡,对两棒组成的整体研究,由平衡条件可求得推力的大小.
对ab研究,根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求解速度.由焦耳定律求解2s内产生的电能,由W=Fs=Fvt求解推力做功.
考试点:导体切割磁感线时的感应电动势;电功、电功率.
知识点:本题是电磁感应现象中的力平衡问题,关键是对安培力和电路的分析和计算.要灵活选择研究对象,本题运用整体法和隔离法结合,比较简洁.