如图,矩形裸导线框abcd的长边长度为2L,短边的长度为L,在两短边上均接有电阻R,其余部分电阻不计.导线框一长边与x轴重合,左边的坐标x=0,线框内有一垂直于线框平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.一质量为m、电阻也为R的光滑导体棒MN与短边平行且与长边接触良好.开始时导体棒静止于x=0处,从t=0时刻起,导体棒MN在沿x轴正方向的一拉力作用下,从x=0处匀加速运动到x=2L处.则导体棒MN从x=0处运动到x=2L处的过程中通过导体棒的电量为(  )A. 8BL23RB. 4BL23RC. 2BL23RD. 2BL2R

问题描述:

如图,矩形裸导线框abcd的长边长度为2L,短边的长度为L,在两短边上均接有电阻R,其余部分电阻不计.导线框一长边与x轴重合,左边的坐标x=0,线框内有一垂直于线框平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.一质量为m、电阻也为R的光滑导体棒MN与短边平行且与长边接触良好.开始时导体棒静止于x=0处,从t=0时刻起,导体棒MN在沿x轴正方向的一拉力作用下,从x=0处匀加速运动到x=2L处.则导体棒MN从x=0处运动到x=2L处的过程中通过导体棒的电量为(  )
A.

8BL2
3R

B.
4BL2
3R

C.
2BL2
3R

D.
2BL2
R

棒匀加速切割磁感线产生感应电动势,相当于电源接入电路.而棒从静止以加速度a由左端匀加速到右端,
在此过程中通过棒的电量等于平均电流与时间的乘积.即Q=It
而I=

E
R+
R
2

根据法拉第电磁感应定律得,E=n
△Φ
△t

则电量q=I△t=
2BL2
3R
2
4BL2
3R
.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
答案解析:导体棒切割磁感线做匀加速直线运动,导体棒切割时相当于电源,因此由法拉第电磁感应定律可求出感应电动势大小,运用闭合电路的殴姆定律来算出电流.从而求出通过导体棒的电量.
考试点:导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;电磁感应中的能量转化.
知识点:导体棒在磁场中切割时,可将棒看成电源.同时求通过某截面的电量用电流的平均值.