题目
平行金属导轨水平放置,间距为d。其左端接有电源,电动势为E,内阻为r。导轨平面处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B。长度也为d的导体棒ab电阻为R,垂直导轨由静止释放,导体棒与导轨始终接触且垂直,导体棒与导轨间摩擦阻力恒为F,不计导轨电阻。下列说法中正确的是A. 导体棒先做加速度减小的加速运动,最后匀速B. 导体棒匀速运动时,满足Bdv=EC. 回路中的电流不断减小,导体棒匀速运动时,回路中电流为零D. 电源输出的电能转化为导体棒的动能与焦耳热
平行金属导轨水平放置,间距为d。其左端接有电源,电动势为E,内阻为r。导轨平面处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B。长度也为d的导体棒ab电阻为R,垂直导轨由静止释放,导体棒与导轨始终接触且垂直,导体棒与导轨间摩擦阻力恒为F,不计导轨电阻。下列说法中正确的是
A. 导体棒先做加速度减小的加速运动,最后匀速
B. 导体棒匀速运动时,满足$Bdv=E$
C. 回路中的电流不断减小,导体棒匀速运动时,回路中电流为零
D. 电源输出的电能转化为导体棒的动能与焦耳热
题目解答
答案
AD
A. 导体棒先做加速度减小的加速运动,最后匀速
D. 电源输出的电能转化为导体棒的动能与焦耳热
A. 导体棒先做加速度减小的加速运动,最后匀速
D. 电源输出的电能转化为导体棒的动能与焦耳热
解析
步骤 1:导体棒的运动分析
导体棒在运动过程中,受到安培力、摩擦力、重力、支持力。根据牛顿第二定律,导体棒的加速度为:
\[ a = \frac{F_{安} - F}{m} = \frac{Bdv - F}{m} \]
当导体棒的速度增大时,安培力增大,加速度减小;当导体棒的速度减小时,安培力减小,加速度增大。因此,导体棒先做加速度减小的加速运动,最后匀速。
步骤 2:导体棒匀速运动时的条件
导体棒匀速运动时,加速度为零,即:
\[ Bdv = F \]
步骤 3:回路中的电流分析
根据闭合电路欧姆定律,回路中的电流为:
\[ I = \frac{E}{R + r} \]
导体棒匀速运动时,回路中的电流不为零。
步骤 4:能量守恒分析
根据能量守恒定律,电源输出的电能转化为导体棒的动能与焦耳热。
导体棒在运动过程中,受到安培力、摩擦力、重力、支持力。根据牛顿第二定律,导体棒的加速度为:
\[ a = \frac{F_{安} - F}{m} = \frac{Bdv - F}{m} \]
当导体棒的速度增大时,安培力增大,加速度减小;当导体棒的速度减小时,安培力减小,加速度增大。因此,导体棒先做加速度减小的加速运动,最后匀速。
步骤 2:导体棒匀速运动时的条件
导体棒匀速运动时,加速度为零,即:
\[ Bdv = F \]
步骤 3:回路中的电流分析
根据闭合电路欧姆定律,回路中的电流为:
\[ I = \frac{E}{R + r} \]
导体棒匀速运动时,回路中的电流不为零。
步骤 4:能量守恒分析
根据能量守恒定律,电源输出的电能转化为导体棒的动能与焦耳热。