问题详情:
如图,足够长的“U”形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行切间距为L,导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计,金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直切接触良好,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中描述正确的是()
A. a点的电势高于b点的电势
B. ab棒中产生的焦耳热小于ab棒重力势能的减少量
C. 下滑位移大小为
D. 受到最大安培力大小为
【回答】
考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;重力势能;安培力.
专题: 电磁感应与电路结合.
分析: 根据右手定则判断出感应电流的方向,从而确定电势的高低.根据能量守恒确定ab棒产生的焦耳热与ab棒重力势能的减小量的关系.根据q=n求解下滑的位移大小.根据安培力大小公式、切割产生的感应电动势公式和欧姆定律求出最大安培力的大小.
解答: 解:A、由右手定则可知,ab棒中的电流由b流向a,ab棒相当于电源,则a点的电势高于b点的电势,故A正确.
B、ab棒重力势能减小,动能增加,内能增加,由能量守恒定律可知,ab棒重力势能的减小量等于动能的增加量与ab棒产生的焦耳热之和,则ab棒产生的焦耳热小于ab棒重力势能的减小量,故B正确.
C、由法拉第电磁感应定律得:E==,感应电流I=,电荷量q=I△t,解得:q=,ab棒下滑的位移大小s=,故C正确.
D、ab棒受到的安培力:F=BIL=,故D错误.
故选:ABC.
点评: 电磁感应综合题中,常常用到这个经验公式:感应电量q=n,常用来求位移.但在计算题中,不能直接作为公式用,要推导.
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:多项选择