选择题6.0分
物理

20.如图所示,足够长的光滑导轨倾斜放置,其下端连接一个定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨所在平面,将ab棒在导轨上无初速度释放,当ab棒下滑到稳定状态时,速度为v,电阻R上消耗的功率为P。导轨和导体棒电阻不计。下列判断正确的是

A

导体棒的a端比b端电势低

B

ab棒在达到稳定状态前做加速度减小的加速运动

C

若磁感应强度增大为原来的2倍,其他条件不变,则ab棒下滑到稳定状态时速度将变为原来的

D

若换成一根质量为原来2倍的导体棒,其他条件不变,则导体棒下滑到稳定状态时R的功率将变为原来的4倍

正确答案及相关解析

正确答案

BD

解析

选项A,有右手定则知道导体下滑过程中电流是由b流向a的,因此b点电势比a点电势高,A选项错误。选项B,受力分析知初始状态时,导体受到重力和斜面的支持力,此时没有速度,因此安培力为0,合力沿斜面向下,随着速度增大,安培力逐渐增大,合力渐渐变小,则加速度逐渐减小到0,因此B选项正确。选项C,若磁感应强度增大到原来的2倍,由稳定状态时的导体的受力平衡条件知,由可知,,当磁感应强度B增加到原来的2倍时,有公式知道下滑速度应该变成原来的,故C错误。选项D,稳定状态时电阻的功率有,当质量增加到原来的2倍时由求得,因为,则有,则,选项D正确。

考查方向

考查左手定则和右手定则,电势高低的判定、切割垂直磁感线的感生电动势公式。

解题思路

a、b的电势高低可以用右手定则判定电势的高低。

利用对重力、斜面支持力与安培力作用下受力分析的运动状态的判定。

同样根据受力分析和功能转化等关系求得2倍质量,稳定时的功率。

易错点

磁感应强度增大时,应该综合重力和支持力来计算稳定是得速度。

对a、b两点的电势分析不够清楚。

对导体棒在各个阶段的运动类型分析不到位。