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如图所示,一个由金属导轨组成的回路,竖直放在宽广的匀强磁场中,磁场垂直于该回路所在平面,方向如图所示,其中导体棒AC可以自由地紧贴竖直的光滑导轨滑动;导轨足够长;回路总
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如图所示,一个由金属导轨组成的回路,竖直放在宽广的匀强磁场中,磁场垂直于该回路所在平面,方向如图所示,其中导体棒AC可以自由地紧贴竖直的光滑导轨滑动;导轨足够长;回路总电阻为R且保持不变,当AC由静止释放后( )A.AC的加速度将达到一个与R成反比的极限值
B.AC的速度将达到一个与R成正比的极限值
C.回路中的电流强度将达到一个与R成反比的极限值
D.回路中的电功率将达到一个与R成正比的极限值
▼优质解答
答案和解析
A、棒AC下落过程中切割磁感线产生感应电流,受到竖直向上的安培力,安培力先小于重力,棒做加速运动,随着速度增大,产生的感应电动势和感应电流增大,棒AC所受的安培力增大,当安培力等于重力时,棒AC开始做匀速直线运动,加速度为零,所以AC的加速度极限值为0,故A错误.
B、最终棒AC做匀速运动,由E=BLv,I=
,FA=BIL,得安培力为 FA=
由平衡条件得:FA=mg,联立得:v=
,所以AC的速度极限值v与R成正比.故B正确.
C、由平衡条件得:mg=BIL,得电流的极限值为 I=
,与R无关,故C错误.
D、匀速运动时,回路中的电功率等于重力的功率,即为 P=mgv=mg•
=
,P与R成正比,故D正确.
故选:BD.
B、最终棒AC做匀速运动,由E=BLv,I=
| E |
| R |
| B2L2v |
| R |
由平衡条件得:FA=mg,联立得:v=
| mgR |
| B2L2 |
C、由平衡条件得:mg=BIL,得电流的极限值为 I=
| mg |
| BL |
D、匀速运动时,回路中的电功率等于重力的功率,即为 P=mgv=mg•
| mgR |
| B2L2 |
| m2g2R |
| B2L2 |
故选:BD.
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