题目
如图所示,一联有电阻R的矩形线框,其上放一导体棒AB,均匀磁场B垂直线框平面向下,今给AB以向右的初速度v0,并设棒与线框之间无摩擦,则此后棒的运动状态为______。 ng-|||-x×||×x×-|||-A-|||-×||×x×-|||-p A.水平向右作匀速运动 B.水平向右作加速运动 C.水平向右作减速运动,最后停止 D.水平向右作减速运动,停止后又向左运动
如图所示,一联有电阻R的矩形线框,其上放一导体棒AB,均匀磁场B垂直线框平面向下,今给AB以向右的初速度v0,并设棒与线框之间无摩擦,则此后棒的运动状态为______。
A.水平向右作匀速运动
B.水平向右作加速运动
C.水平向右作减速运动,最后停止
D.水平向右作减速运动,停止后又向左运动
题目解答
答案
C根据法拉第电磁感应定律及安培定律。
解析
步骤 1:分析导体棒AB的运动状态
当导体棒AB在磁场中以初速度v0向右运动时,根据法拉第电磁感应定律,导体棒切割磁感线会产生感应电动势,从而在闭合回路中产生感应电流。由于磁场方向垂直于线框平面,根据右手定则,感应电流的方向将使得导体棒受到安培力的作用。
步骤 2:确定安培力的方向
根据左手定则,安培力的方向与感应电流方向和磁场方向的矢量积方向相反。由于感应电流方向与导体棒运动方向相反,安培力将与导体棒的运动方向相反,即向左。
步骤 3:分析导体棒的运动趋势
由于安培力的方向与导体棒的运动方向相反,安培力将对导体棒做负功,减小其动能。因此,导体棒将做减速运动。当导体棒的速度减小到零时,感应电动势和感应电流消失,安培力也随之消失。由于没有其他外力作用,导体棒将停止运动。
当导体棒AB在磁场中以初速度v0向右运动时,根据法拉第电磁感应定律,导体棒切割磁感线会产生感应电动势,从而在闭合回路中产生感应电流。由于磁场方向垂直于线框平面,根据右手定则,感应电流的方向将使得导体棒受到安培力的作用。
步骤 2:确定安培力的方向
根据左手定则,安培力的方向与感应电流方向和磁场方向的矢量积方向相反。由于感应电流方向与导体棒运动方向相反,安培力将与导体棒的运动方向相反,即向左。
步骤 3:分析导体棒的运动趋势
由于安培力的方向与导体棒的运动方向相反,安培力将对导体棒做负功,减小其动能。因此,导体棒将做减速运动。当导体棒的速度减小到零时,感应电动势和感应电流消失,安培力也随之消失。由于没有其他外力作用,导体棒将停止运动。