选择题6.0分
物理

4.如图所示,两根间距为cm的无限长光滑金属导轨,电阻不计,其左端连接一阻值为10Ω的定值电阻,两导轨之间存在着磁感应强度为1T的匀强磁场,磁场边界虚线为正弦曲线的一部分,一阻值为10Ω的光滑导体棒,在外力作用下以10 m/s的速度匀速向右运动(接触电阻不计),交流电压表和交流电流表均为理想电表,则( )

A

回路中产生的是正弦式交变电流

B

电压表的示数是2V

C

导体棒运动到图示虚线位置时,电流表示数为零

D

导体棒上消耗的热功率为0.2W

正确答案及相关解析

正确答案

A

解析

A.当导体棒切割磁感线时,产生的感应电动势为 E=BLv,由于L按正弦规律变化,这个过程产生正弦式交变电流,故A正确; B.根据电流热效应,设此交流电的电压有效值为U,由,则,则电压表的示数为,故B错误; C.电流表的示数为交流电的有效值,所以导体棒运动到图示虚线位置时,电流表示数不为零,故C错误; D. 导体棒上消耗的热功率为,故D错误;故本题选A

考查方向

本题主要考查导体切割磁感线产生感应电动势及正弦式交流电有效值的理解及应用,焦耳定律。

解题思路

根据公式E=BLv列式分析电流的特点.交流电压表及交流电流表测量的是有效值,根据正弦式交流电的有效值表达式求出有效值,根据焦耳定律求出导体棒的热功率。

易错点

导体棒切割长度的变化规律,及磁场方向的变化,有效值的求法。

知识点

电功、电功率 法拉第电磁感应定律 正弦式电流的峰值和有效值、平均值