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如图所示,CD、EF是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨,导轨间距为L,在水平导轨的左侧存在一方向垂直导轨平面向上,磁感应强度为B的匀强磁场,磁场范围为两导轨间且宽度为d的

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如图所示,CD、EF是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨,导轨间距为L,在水平导轨的左侧存在一方向垂直导轨平面向上,磁感应强度为B的匀强磁场,磁场范围为两导轨间且宽度为d的矩形区域,导轨的右端接有一阻值为R的电阻,左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接,将一阻值为r,质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放,导体棒最终恰好停在磁场的右边界处,已知导体棒两端与水平导轨接触良好,且动摩擦因数为μ,则下列说法中正确的是(  )
作业帮

A. 电阻R的最大电流为

BL
2gh
R

B. 流过电阻R的电荷量为

BLd
R+r

C. 导体棒两端的最大电压为BL

2gh

D. 电阻R中产生的焦耳热为

R
R+r
(mgh-μmgd)

▼优质解答
答案和解析
A、金属棒下滑过程中,由机械能守恒定律得:mgh=
1
2
mv2,金属棒到达水平面时的速度 v=
2gh
,金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动,则导体棒刚到达水平面时的速度最大,所以最大感应电动势为 E=BLv,最大的感应电流为 I=
E
R+r
=
BL
2gh
R+r
,故A错误;
B、流过电阻R的电荷量 q=
△Φ
R+r
=
BLd
R+r
,故B正确;
C、导体棒两端的最大电压为U=IR=
BLR
2gh
R+r
,C错误;
金属棒在整个运动过程中,由动能定理得:mgh-WB-μmgd=0,则克服安培力做功:WB=mgh-μmgd,所以整个电路中产生的焦耳热为 Q=WB=mgh-μmgd,二者的电流强度相等,根据QR=I2Rt可得R上产生的焦耳热:QR=
R
R+r
(mgh-μmgd),故D正确.
故选:BD.
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