導(dǎo)學(xué)教程高考物理總復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng) 第四節(jié) 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題課件 新人教版
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1、第四節(jié)電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題1兩類典型運(yùn)動(dòng)(1)恒定動(dòng)力作用下的變加速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)導(dǎo)體棒受恒定的動(dòng)力作用而做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),由于感應(yīng)電流的存在導(dǎo)體棒所受的安培力與導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度、加速度密切聯(lián)系,導(dǎo)體棒需經(jīng)歷一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過程,再趨于穩(wěn)定狀態(tài)。課堂互動(dòng)課堂互動(dòng)考點(diǎn)突破考點(diǎn)突破2電磁感應(yīng)綜合問題的分析思路電磁感應(yīng)中導(dǎo)體棒既可視為電學(xué)對(duì)象(因?yàn)樗喈?dāng)于電源),又可視為力學(xué)對(duì)象(因?yàn)楦袘?yīng)電流的存在而受到安培力),而感應(yīng)電流I和導(dǎo)體棒的速度v則是聯(lián)系這兩大對(duì)象的紐帶:3動(dòng)態(tài)分析的基本思路解決這類問題的關(guān)鍵是通過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析,尋找過程中的臨界狀態(tài),如速度、加速度求最大值
2、或最小值的條件。具體思路如下:考向考向1導(dǎo)體棒在恒定動(dòng)力作用下的加速直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒在恒定動(dòng)力作用下的加速直線運(yùn)動(dòng)例例1 (2014江蘇單科江蘇單科)如圖如圖941所示,在勻所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為強(qiáng)磁場(chǎng)中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),長(zhǎng)為長(zhǎng)為3d,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為,在導(dǎo)軌的中,在導(dǎo)軌的中部刷有一段長(zhǎng)為部刷有一段長(zhǎng)為d的薄絕緣涂層。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)的薄絕緣涂層。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為強(qiáng)度大小為B,方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為,方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為m的導(dǎo)的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放,在滑上涂層之前已體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜
3、止釋放,在滑上涂層之前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng),并一直勻速滑到導(dǎo)軌底端。導(dǎo)體棒經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng),并一直勻速滑到導(dǎo)軌底端。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直,且僅與涂層間有摩擦,接在兩導(dǎo)始終與導(dǎo)軌垂直,且僅與涂層間有摩擦,接在兩導(dǎo)軌間的電阻為軌間的電阻為R,其他部分的電阻均不計(jì),重力加速,其他部分的電阻均不計(jì),重力加速度為度為g。求:。求:圖圖941(1)導(dǎo)體棒與涂層間的動(dòng)摩擦因數(shù)導(dǎo)體棒與涂層間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小v;(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,電阻產(chǎn)生的焦耳熱整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q??枷蚩枷?導(dǎo)體棒在變化動(dòng)力作用下的變加速直線導(dǎo)體棒在變化動(dòng)力作用下的變加速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)
4、例例2如圖如圖942甲所示,平行金屬導(dǎo)軌甲所示,平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ光滑且足夠長(zhǎng),固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間光滑且足夠長(zhǎng),固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距距L0.25 m,電阻,電阻R0.5 ,導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量,導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m0.1 kg、電阻、電阻r0.1 的金屬桿,導(dǎo)軌電阻可忽略的金屬桿,導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì),整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度不計(jì),整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向豎直向下,現(xiàn)用一外力中,磁場(chǎng)方向豎直向下,現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉沿水平方向拉金屬桿,使其由靜止開始運(yùn)動(dòng),理想電壓表的示數(shù)金屬桿,使其由靜止開始運(yùn)動(dòng),理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間隨時(shí)間t變化
5、的關(guān)系如圖乙所示。變化的關(guān)系如圖乙所示。圖圖942(1)分析證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng);分析證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng);(2)求金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度;求金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度;(3)寫出外力寫出外力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式;隨時(shí)間變化的表達(dá)式;(4)求第求第2.5 s末外力末外力F的瞬時(shí)功率。的瞬時(shí)功率。答案答案(1)見解析見解析(2)2.4 m/s2(3) F(0.04t0.24)N(4)2.04 W規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)用用“四步法四步法”分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題的一般思路是解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題的一般思路是“先電后力先電后力”,具體思路如下:,具
6、體思路如下:2電能求解的三種思路(1)利用克服安培力求解:電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功;(2)利用能量守恒或功能關(guān)系求解;(3)利用電路特征來求解:通過電路中所產(chǎn)生的電能來計(jì)算。3解題的一般步驟(1)確定研究對(duì)象(導(dǎo)體棒或回路);(2)弄清電磁感應(yīng)過程中,哪些力做功,哪些形式的能量相互轉(zhuǎn)化;(3)根據(jù)能量守恒定律列式求解??枷蚩枷?恒定的感應(yīng)電流產(chǎn)生的熱量恒定的感應(yīng)電流產(chǎn)生的熱量 例例3(2015海南單科海南單科)如圖如圖943所示,兩平所示,兩平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面上,相距行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面上,相距l(xiāng),左端與一電,左端與一電阻阻R相連;整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)
7、度大相連;整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為小為B,方向豎直向下。一質(zhì)量為,方向豎直向下。一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上,在水平外力作用下沿導(dǎo)軌以速率軌上,在水平外力作用下沿導(dǎo)軌以速率v勻速向右滑勻速向右滑動(dòng),滑動(dòng)過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。動(dòng),滑動(dòng)過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度,重力加速度大小為大小為g,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略。求,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略。求圖圖943 (1)電阻電阻R消耗的功率:消耗的功率:(2)水平外力的大小。水平外力的大小。答案答案見解析見解析考向考向2變
8、化的感應(yīng)電流產(chǎn)生的熱量變化的感應(yīng)電流產(chǎn)生的熱量 例例4 (2014天津理綜天津理綜)如圖如圖944所示,兩所示,兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角30的斜面的斜面上,導(dǎo)軌電阻不計(jì),間距上,導(dǎo)軌電阻不計(jì),間距L0.4 m,導(dǎo)軌所在空間被,導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域分成區(qū)域和和,兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為,兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN。中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向下,中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向下,中的勻強(qiáng)磁中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上,兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均場(chǎng)方向垂直斜面向上,兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為為B0.5 T。在區(qū)域。在區(qū)域中,將質(zhì)量中,將質(zhì)量m10.1 kg
9、,電阻,電阻R1 0.1 的金屬條的金屬條ab放在導(dǎo)軌上,放在導(dǎo)軌上,ab剛好不下滑。剛好不下滑。然后,在區(qū)域然后,在區(qū)域中將質(zhì)量中將質(zhì)量m20.4 kg,電阻,電阻R20.1 的光滑導(dǎo)體棒的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上,由靜止開始下滑。置于導(dǎo)軌上,由靜止開始下滑。cd在在滑動(dòng)過程中始終處于區(qū)域滑動(dòng)過程中始終處于區(qū)域的磁場(chǎng)中,的磁場(chǎng)中,ab、cd始終與始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸,取導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸,取g10 m/s2。問:?jiǎn)枺簣D圖944(1)cd下滑的過程中,下滑的過程中,ab中的電流方向;中的電流方向;(2)ab剛要向上滑動(dòng)時(shí),剛要向上滑動(dòng)時(shí),cd的速度的速度v多大;
10、多大;(3)從從cd開始下滑到開始下滑到ab剛要向上滑動(dòng)的過程中,剛要向上滑動(dòng)的過程中,cd滑動(dòng)的距離滑動(dòng)的距離x3.8 m,此過程中,此過程中ab上產(chǎn)生的熱量上產(chǎn)生的熱量Q是多少。是多少。答案答案(1)由由a流向流向b(2)5 m/s(3)1.3 J規(guī)律總結(jié)求解電能應(yīng)分清兩類情況(1)若回路中電流恒定,可以利用電路結(jié)構(gòu)及WUIt或QI2Rt直接進(jìn)行計(jì)算。(2)若電流變化,則:利用安培力做的功求解:電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功;利用能量守恒求解:若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化,則機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能??键c(diǎn)三電磁感應(yīng)中的單桿模型考點(diǎn)三電磁感應(yīng)中的單桿模型(物理模型物理模型)單桿模
11、型是電磁感應(yīng)中常見的物理模型,此類題目單桿模型是電磁感應(yīng)中常見的物理模型,此類題目所給的物理情景一般是導(dǎo)體棒垂直切割磁感線,在安培所給的物理情景一般是導(dǎo)體棒垂直切割磁感線,在安培力、重力、拉力作用下的變加速直線運(yùn)動(dòng)或勻速直線運(yùn)力、重力、拉力作用下的變加速直線運(yùn)動(dòng)或勻速直線運(yùn)動(dòng),所涉及的知識(shí)有牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系、能量守動(dòng),所涉及的知識(shí)有牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系、能量守恒定律等。此類題目的分析要抓住三點(diǎn):桿的穩(wěn)定狀恒定律等。此類題目的分析要抓住三點(diǎn):桿的穩(wěn)定狀態(tài)一般是勻速運(yùn)動(dòng)態(tài)一般是勻速運(yùn)動(dòng)(達(dá)到最大速度或最小速度,此時(shí)合達(dá)到最大速度或最小速度,此時(shí)合力為零力為零) )。整個(gè)電路產(chǎn)生的電能等于克
12、服安培力所整個(gè)電路產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功。做的功。電磁感應(yīng)現(xiàn)象遵從能量守恒定律。如圖電磁感應(yīng)現(xiàn)象遵從能量守恒定律。如圖945甲,導(dǎo)體棒甲,導(dǎo)體棒ab從磁場(chǎng)上方從磁場(chǎng)上方h處自由釋放,當(dāng)進(jìn)處自由釋放,當(dāng)進(jìn)入磁場(chǎng)后,其速度隨時(shí)間的可能變化情況有三種,入磁場(chǎng)后,其速度隨時(shí)間的可能變化情況有三種,如圖乙,全過程其能量轉(zhuǎn)化情況是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為如圖乙,全過程其能量轉(zhuǎn)化情況是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和電能,電能再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒和電阻動(dòng)能和電能,電能再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒和電阻R的的內(nèi)能。內(nèi)能。圖圖945雙桿類題目可分為兩種情況:一是雙桿類題目可分為兩種情況:一是“假雙桿假雙桿”,甲桿靜止不動(dòng)。乙桿運(yùn)動(dòng)
13、,其實(shí)質(zhì)是單桿問題,不甲桿靜止不動(dòng)。乙桿運(yùn)動(dòng),其實(shí)質(zhì)是單桿問題,不過要注意題目包含著一個(gè)條件:甲桿靜止、受力平過要注意題目包含著一個(gè)條件:甲桿靜止、受力平衡,另一種情況是兩桿都在運(yùn)動(dòng),對(duì)于這種情況。衡,另一種情況是兩桿都在運(yùn)動(dòng),對(duì)于這種情況。要注意兩桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是相加還要注意兩桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是相加還是相減。是相減。線框進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)的過程和單桿的運(yùn)動(dòng)線框進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)的過程和單桿的運(yùn)動(dòng)情況相同,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程與雙桿的運(yùn)動(dòng)情況情況相同,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程與雙桿的運(yùn)動(dòng)情況相同。相同。單桿模型中常見的情況及處理方法v00v00示示意意圖圖單桿單桿ab以一定初
14、速度以一定初速度v0在光滑水平軌道上在光滑水平軌道上滑動(dòng),質(zhì)量為滑動(dòng),質(zhì)量為m,電,電阻不計(jì),兩導(dǎo)軌間距阻不計(jì),兩導(dǎo)軌間距為為L(zhǎng)軌道水平光滑,單桿軌道水平光滑,單桿ab質(zhì)量為質(zhì)量為m,電阻不,電阻不計(jì),兩導(dǎo)軌間距為計(jì),兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)軌道水平光滑,單軌道水平光滑,單桿桿ab質(zhì)量為質(zhì)量為m,電,電阻不計(jì),兩導(dǎo)軌間阻不計(jì),兩導(dǎo)軌間距為距為L(zhǎng),拉力,拉力F恒恒定定軌道水平光滑,單軌道水平光滑,單桿桿ab質(zhì)量為質(zhì)量為m,電,電阻不計(jì),兩導(dǎo)軌間阻不計(jì),兩導(dǎo)軌間距為距為L(zhǎng),拉力,拉力F恒定恒定例例5 (15分分)如圖如圖946所示,兩根質(zhì)量同為所示,兩根質(zhì)量同為m、電阻同為、電阻同為R、長(zhǎng)度同為、長(zhǎng)度同為l
15、的導(dǎo)體棒,用兩條等長(zhǎng)的、的導(dǎo)體棒,用兩條等長(zhǎng)的、質(zhì)量和電阻均可忽略的長(zhǎng)直導(dǎo)線連接后,放在距地質(zhì)量和電阻均可忽略的長(zhǎng)直導(dǎo)線連接后,放在距地面足夠高的光滑絕緣水平桌面上,兩根導(dǎo)體棒均與面足夠高的光滑絕緣水平桌面上,兩根導(dǎo)體棒均與桌邊緣平行,一根在桌面上另一根移動(dòng)到靠在桌桌邊緣平行,一根在桌面上另一根移動(dòng)到靠在桌子的光滑絕緣側(cè)面上。整個(gè)空間存在水平向右的勻子的光滑絕緣側(cè)面上。整個(gè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。開始時(shí)兩棒靜止,自由釋。開始時(shí)兩棒靜止,自由釋放后開始運(yùn)動(dòng)。已知兩條導(dǎo)線除桌邊緣拐彎處外其放后開始運(yùn)動(dòng)。已知兩條導(dǎo)線除桌邊緣拐彎處外其余部位均處于伸直狀態(tài),導(dǎo)線
16、與桌子側(cè)棱間無摩擦。余部位均處于伸直狀態(tài),導(dǎo)線與桌子側(cè)棱間無摩擦。求:求:圖圖946 (1)剛釋放時(shí),導(dǎo)體棒的加速度大?。?2)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)的速度大?。?3)若從開始下滑到剛穩(wěn)定時(shí)通過橫截面的電荷量為q。求該過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱。1 (2015江蘇單科江蘇單科)如圖如圖947所示,用天平所示,用天平測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。下列各選項(xiàng)所示的載測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。下列各選項(xiàng)所示的載流線圈匝數(shù)相同,邊長(zhǎng)流線圈匝數(shù)相同,邊長(zhǎng)MN相等,將它們分別掛在天相等,將它們分別掛在天平的右臂下方。線圈中通有大小相同的電流,天平平的右臂下方。線圈中通有大小相同的電流,天平處于平衡狀態(tài)。若磁場(chǎng)發(fā)生微小變
17、化,天平最容易處于平衡狀態(tài)。若磁場(chǎng)發(fā)生微小變化,天平最容易失去平衡的是失去平衡的是隨堂鞏固課后訓(xùn)練課后訓(xùn)練能力達(dá)標(biāo)能力達(dá)標(biāo)圖圖947解析解析天平處于平衡狀態(tài),說明線圈受到的重天平處于平衡狀態(tài),說明線圈受到的重力和安培力的合力等于兩側(cè)砝碼重力差,根據(jù)安培力和安培力的合力等于兩側(cè)砝碼重力差,根據(jù)安培力公式力公式FBIL,知選項(xiàng),知選項(xiàng)A中線圈在磁場(chǎng)中有效長(zhǎng)度中線圈在磁場(chǎng)中有效長(zhǎng)度最大,所受安培力最大,磁場(chǎng)發(fā)生微小變化,安培最大,所受安培力最大,磁場(chǎng)發(fā)生微小變化,安培力變化最大,天平最容易失去平衡,選項(xiàng)力變化最大,天平最容易失去平衡,選項(xiàng)A符合題意。符合題意。答案答案A2 (2013安徽理綜安徽理綜
18、)如圖如圖948所示,足夠長(zhǎng)所示,足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置,傾角為平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置,傾角為37,寬度為,寬度為0.5 m,電阻忽略不計(jì),其上端接一小燈泡,電阻為電阻忽略不計(jì),其上端接一小燈泡,電阻為1 。一。一導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置,質(zhì)量為垂直于導(dǎo)軌放置,質(zhì)量為0.2 kg,接入電,接入電路的電阻為路的電阻為1 ,兩端與導(dǎo)軌接觸良好,與導(dǎo)軌間的,兩端與導(dǎo)軌接觸良好,與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面。在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8 T。將導(dǎo)體棒。將導(dǎo)體棒MN由靜由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,小燈
19、泡穩(wěn)定發(fā)光,此后止釋放,運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,小燈泡穩(wěn)定發(fā)光,此后導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)速度以及小燈泡消耗的電功率分別的運(yùn)動(dòng)速度以及小燈泡消耗的電功率分別為為(重力加速度重力加速度g取取10 m/s2,sin 370.6)圖圖948A2.5 m/s1 WB5 m/s1 WC7.5 m/s9 W D15 m/s9 W答案B3(多選多選) (2016南京模擬南京模擬)如圖如圖949所示,相所示,相距為距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為夾角為,上端接有定值電阻,上端接有定值電阻R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo),勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為軌平面,磁感應(yīng)
20、強(qiáng)度為B。將質(zhì)量為。將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜的導(dǎo)體棒由靜止釋放,當(dāng)速度達(dá)到止釋放,當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開始勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)對(duì)導(dǎo)體時(shí)開始勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力,并保持拉力的功棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力,并保持拉力的功率恒為率恒為P,導(dǎo)體棒最終以,導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒的速度勻速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻,重力加速度為電阻,重力加速度為g。下列選項(xiàng)正確的是。下列選項(xiàng)正確的是圖圖949答案AC4如圖如圖9410所示,兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間所示,兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為距為L(zhǎng),直導(dǎo)線,直導(dǎo)線M
21、N垂直跨在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸垂直跨在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好,整個(gè)裝置處在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,良好,整個(gè)裝置處在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。電容器的電容為。電容器的電容為C,除電阻,除電阻R外,外,導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計(jì)?,F(xiàn)給導(dǎo)線導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計(jì)?,F(xiàn)給導(dǎo)線MN一初速度,一初速度,使導(dǎo)線使導(dǎo)線MN向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)電路穩(wěn)定后,向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)電路穩(wěn)定后,MN以速度以速度v向向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)圖圖9410解析解析當(dāng)導(dǎo)線當(dāng)導(dǎo)線MN勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)線勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)線MN產(chǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定,穩(wěn)定后,電容器既不充電也生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定,穩(wěn)定后,電容器既不充電也不放電,無電流產(chǎn)生,故電阻兩端沒有電壓,電容不放電,無電流產(chǎn)生,故電阻兩端沒有電壓,電容器兩極板間的電壓為器兩極板間的電壓為UEBLv,所帶電荷量,所帶電荷量QCU CBLCBLv,故,故A、B錯(cuò),錯(cuò),C對(duì);對(duì);MN勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),因勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),因無電流而不受安培力,故拉力為零,無電流而不受安培力,故拉力為零,D錯(cuò)。錯(cuò)。答案答案C
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