选择题4.0分
物理

9.如图所示,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中(   )

A

运动的平均速度大于v

B

受到的最大安培力大小为sinθ

C

下滑的位移大小为

D

产生的焦耳热为qBLv

考察知识点

  • 法拉第电磁感应定律

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正确答案及相关解析

正确答案

AC

解析

分析ab棒的受力情况,有mgsin θ-=ma,分析可得ab棒做加速度减小的加速运动,故其平均速度大于初末速度的平均值,A正确;设ab棒沿斜面下滑的位移为x,则电荷量q=IΔt=·Δt=,解得位移x=,C正确;根据能量守恒定律可知,产生的焦耳热等于ab棒机械能的减少量,Q=-  mv2,ab棒受到的最大安培力为,B、D错误.

考查方向

本题考查金属棒切割磁感线的电磁感应现象,意在考查考生应用法拉第电磁感应定律、牛顿第二定律、能量守恒定律解决电磁感应综合问题的能力.

解题思路

根据右手定则判断出感应电流的方向,从而确定电势的高低.根据能量守恒确定ab棒产生的焦耳热与ab棒重力势能的减小量的关系.根据求解下滑的位移大小

易错点

电磁感应综合题中,常常用到这个经验公式:感应电量,常用来求位移.但在计算题中,不能直接作为公式用,要推导.

知识点

法拉第电磁感应定律