Question

8．在甲、乙、丙三圖中，除導(dǎo)體棒ab可動(dòng)外，其余部分均固定不動(dòng)，除電阻R外其它電阻均不計(jì)，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間的摩擦也不計(jì)，甲圖中的電容器C原來不帶電，丙圖中的直流電源電動(dòng)勢為E，裝置均在水平面內(nèi)，且都處于方向垂直水平面向下的勻強(qiáng)磁場中ab始終在導(dǎo)軌上，現(xiàn)給ab一個(gè)向右的相同初速度ν₀，以下說法正確的是（　　）

• A． 三種情形下導(dǎo)體棒ab最終都將靜止
• B． 導(dǎo)體棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲、乙、丙三種情況通過電阻R的電流相同
• C． 最終只有乙中導(dǎo)體棒ab靜止，甲、丙中導(dǎo)體棒ab都將作勻速直線運(yùn)動(dòng)
• D． 導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)的全部過程中，三個(gè)電阻R產(chǎn)生的熱量大小是Q_甲＜Q_乙＜Q_丙

Answer 1

分析 根據(jù)電路中的電動(dòng)勢，分析通過R的電流關(guān)系．圖甲中，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流而使電容器充電，分析電路中電流的變化，即可判斷ab棒所受的安培力，確定ab棒的運(yùn)動(dòng)情況．圖乙中，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過電阻R轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，ab棒將做減速運(yùn)動(dòng)；圖丙中，分析導(dǎo)體棒受到的安培力情況，判斷ab棒的運(yùn)動(dòng)情況．

解答 解：AC、圖甲中，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢而使電容器充電，當(dāng)電容器C極板間電壓與導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相等時(shí)，電路中沒有電流，ab棒不受安培力，向右做勻速運(yùn)動(dòng)；圖乙中，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過電阻R轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，ab棒速度減小，當(dāng)ab棒的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí)，ab棒靜止；
圖丙中，導(dǎo)體棒先受到向左的安培力作用向右做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與電源的電動(dòng)勢相等時(shí)，電路中沒有電流，ab棒向左做勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，C正確；
B、導(dǎo)體棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E′=BLv₀，甲、乙中，感應(yīng)電流都為I=$\frac{E′}{R}$=$\frac{BL{v}_{0}}{R}$，丙圖中，感應(yīng)電動(dòng)勢與電池的電動(dòng)勢方向相同，感應(yīng)電流為I=$\frac{E+E′}{R}$=$\frac{E+BL{v}_{0}}{R}$，故B錯(cuò)誤．
D、甲中棒的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，圖乙圖過程中，棒的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；丙圖中，電源的電能和棒的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故有Q_甲＜Q_乙＜Q_丙，故D正確；
故選：CD

點(diǎn)評 本題考查對電磁感應(yīng)現(xiàn)象動(dòng)態(tài)變化分析的問題，分析安培力的變化是關(guān)鍵，根據(jù)合力和速度方向的關(guān)系判斷導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況．