如圖所示,電阻不計,間距為L的光滑平行金屬導軌水平放置於磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中,導軌左...
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問題詳情:
如圖所示,電阻不計,間距為L的光滑平行金屬導軌水平放置於磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中,導軌左端接一定值電阻R。質量為m、電阻為r的金屬棒MN置於導軌上,受到垂直於金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運動,外力F與金屬棒速度v的關係是F=F0+kv(Fk是常量),金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好。金屬棒中感應電流為i,受到的安培力大小為FA,電阻R兩端的電壓為UR,感應電流的功率為P,它們隨時間t變化圖像可能正確的有( )
【回答】
BC
【解析】設金屬棒在某一時刻速度為,由題意可知,感應電動勢,環路電流,即;安培力,方向水平向左,即;兩端電壓,即;感應電流功率,即。
分析金屬棒運動情況,由力的合成和牛頓運動第二定律可得,
,即加速度。因為金屬棒從靜止出發,所以 ,且 ,即 ,加速度方向水平向右。
(1)若,,即,金屬棒水平向右做勻加速直線運動。有,説明,也即是,,,,所以在此情況下沒有選項符合;
(2)若,隨增大而增大,即隨v增大而增大,説明金屬棒在做加速度增大的加速運動,速度與時間呈指數增長關係,根據四個物理量與速度的關係可知選項符合;
(3)若,隨增大而減小,即隨v增大而減小,説明金屬棒在做加速度減小的加速運動,直到加速度減小為0後金屬棒做勻速直線運動,根據四個物理量與速度關係可知C選項符合;
綜上所述,、選項符合題意。
知識點:專題八 電磁感應
題型:多項選擇