2017-2018学年人教版高中物理选修3-2(课件+检测):4.5电磁感应现象的两类情况
2017-2018学年人教版高中物理选修3-2(课件+检测):4.5电磁感应现象的两类情况第5页

  金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧的下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示,除电阻R外其余电阻不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放.则(  )

  

  A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g

  B.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为a→b

  C.金属棒的速度为v时,所受安培力F=

  D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减小

  【解析】 释放瞬间导体棒的速度为零,故仅受重力,其加速度为重力加速度.故A选项正确;当导体棒向下运动切割磁感线时,由右手定则,可知电流方向是由b→a,故B选项错误;当导体棒速度为v时,感应电动势E=BLv,感应电流I=,则安培力F=BIL=.故C选项正确;导体棒的重力势能减少量等于R上产生的焦耳热和导体棒增加的动能与弹簧弹性势能之和,故D选项错误.

  【答案】 AC

  5.如图所示,间距l=0.3 m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内.在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ=37°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4 T、方向竖直向上和B2=1 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场.电阻R=0.3 Ω、质量m1=0.1 kg、长为l的相同导体杆K,S,Q分别放置在导轨上,S杆的两端固定在b1,b2点,K,Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好.一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂,绳上穿有质量m2=0.05 kg的小环.已知小环以a=6 m/s2的加速度沿绳下滑,K杆保持静止,Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动.不计导轨

  电阻和滑轮摩擦,绳不可伸长.取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

  

  (1)小环所受摩擦力的大小;

  (2)Q杆所受拉力的瞬时功率.

  【解析】 (1)设小环受到的摩擦力大小为Ff,由牛顿第二定律,有m2g-Ff=m2a,解得Ff=0.2 N.

  (2)设通过K杆的电流为I,K杆受力平衡,有Ff=B1I1l.

  设回路中电流为I,总电阻R总,

  有I=2I1,R总=R.

  设Q杆匀速下滑的速度为v,产生的感应电动势为E.

由闭合电路欧姆定律,有