如圖,足夠長的“U”形光滑金屬導軌平面與水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN與PQ平行切間距為L,導軌平面...
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問題詳情:
如圖,足夠長的“U”形光滑金屬導軌平面與水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN與PQ平行切間距為L,導軌平面與磁感應強度大小為B的勻強磁場垂直,導軌電阻不計,金屬棒ab由靜止開始沿導軌下滑,並與兩導軌始終保持垂直切接觸良好,ab棒接入電路的電阻為R,當流過ab棒某一橫截面的電量為q時,棒的速度大小為v,則金屬棒ab在這一過程中描述正確的是()
A. a點的電勢高於b點的電勢
B. ab棒中產生的焦耳熱小於ab棒重力勢能的減少量
C. 下滑位移大小為
D. 受到最大安培力大小為
【回答】
考點: 導體切割磁感線時的感應電動勢;重力勢能;安培力.
專題: 電磁感應與電路結合.
分析: 根據右手定則判斷出感應電流的方向,從而確定電勢的高低.根據能量守恆確定ab棒產生的焦耳熱與ab棒重力勢能的減小量的關係.根據q=n求解下滑的位移大小.根據安培力大小公式、切割產生的感應電動勢公式和歐姆定律求出最大安培力的大小.
解答: 解:A、由右手定則可知,ab棒中的電流由b流向a,ab棒相當於電源,則a點的電勢高於b點的電勢,故A正確.
B、ab棒重力勢能減小,動能增加,內能增加,由能量守恆定律可知,ab棒重力勢能的減小量等於動能的增加量與ab棒產生的焦耳熱之和,則ab棒產生的焦耳熱小於ab棒重力勢能的減小量,故B正確.
C、由法拉第電磁感應定律得:E==,感應電流I=,電荷量q=I△t,解得:q=,ab棒下滑的位移大小s=,故C正確.
D、ab棒受到的安培力:F=BIL=,故D錯誤.
故選:ABC.
點評: 電磁感應綜合題中,常常用到這個經驗公式:感應電量q=n,常用來求位移.但在計算題中,不能直接作為公式用,要推導.
知識點:法拉第電磁感應定律
題型:多項選擇