如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上.勻強磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下,金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路且都可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動.兩棒ab、cd的質(zhì)量之比為2:1.用一沿導(dǎo)軌方向的恒力F水平向右拉棒cd,經(jīng)過足夠長時間以后(  )
分析:若金屬棒ab做勻速運動,所受的安培力為零,ab中電流為零,則知cd中電流也為零,而cd還受到F作用,cd將做勻加速運動.若兩金屬棒間距離保持不變,同理可知,cd將做勻加速運動,兩棒間距離將增大.由此分析可知,兩棒都做勻加速運動,加速度相同,cd的速度大于ab的速度,由楞次定律分析感應(yīng)電流方向,由牛頓第二定律求出加速度,再對cd研究,求出安培力的大小.
解答:解:A、若兩金屬棒間距離保持不變,回路的磁通量不變,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,兩棒都不受安培力,則cd將做勻加速運動,兩者距離將增大.故A錯誤.
B、若金屬棒ab做勻速運動,所受的安培力為零,ab中電流為零,則cd中電流也為零,cd不受安培力,而cd還受到F作用,cd將做勻加速運動.故B錯誤.
C、D由上分析得知,當(dāng)兩棒的運動穩(wěn)定時,兩棒速度之差一定,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流一定,兩棒所受的安培力都保持不變,一起以相同的加速度做勻加速運動,由于兩者距離不斷增大,穿過回路的磁通量增大,由楞次定律判斷可知,金屬棒ab上的電流方向是由b向a.設(shè)cd棒的質(zhì)量為m,則根據(jù)牛頓第二定律得:
 對整體:F=3ma
 對cd棒:F-FA=ma
解得,F(xiàn)A=
2
3
F.故C錯誤,D正確.
故選:D
點評:本題的解題關(guān)鍵是分析兩棒的運動情況,本題回路中的感應(yīng)電動勢為E=BL△v,△v是兩棒速度之差.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩平行金屬板間有一勻強電場,板長為L,板間距離為d,在 板右端L處有一豎直放置的光屏M,一帶電荷量為q,質(zhì)量為m的質(zhì)點從兩板中央射入板間,最后垂直打在M屏上,則下列結(jié)論正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩平行金屬板中有相互垂直的勻強電場和勻強磁場,帶正電的粒子(不計粒子的重力)從兩板中央垂直電場、磁場入射.它在金屬板間運動的軌跡為水平直線,如圖中虛線所示.若使粒子飛越金屬板間的過程中向上板偏移,則可以采取下列的正確措施為( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩平行金屬板的間距等于極板的長度,現(xiàn)有重力不計的正離子束以相同的初速度v0平行于兩板從兩板正中間射入.第一次在兩極板間加恒定電壓,建立場強為E的勻強電場,則正離子束剛好從上極板邊緣飛出.第二次撤去電場,在兩板間建立磁感應(yīng)強度為B、方向垂直于紙面的勻強磁場,正離子束剛好從下極板邊緣飛出,則E和B的大小之比為( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩平行金屬板間電場是勻強電場,場強大小為1.0×104V/m,A、B兩板相距1cm,C點與A相距0.4cm,若B接地,則A、C間電勢差UAC=
40V
40V
,將帶電量為-1.0×10-12C的點電荷置于C點,其電勢能為
-6×10-11J
-6×10-11J

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩平行金屬板水平放置,開始開關(guān)S合上使平行板電容器帶電.板間存在垂直紙面向里的勻強磁場.一個不計重力的帶電粒子恰能以水平向右的速度沿直線通過兩板.在以下方法中,能使帶電粒子仍沿水平直線通過兩板的是( 。
A、把兩板間距離減小一半,同時把粒子速率增加一倍B、把兩板的距離增大一倍,同時把板間的磁感應(yīng)強度增大一倍C、把開關(guān)S斷開,兩板的距離增大一倍,同時把板間的磁感應(yīng)強度減為一半D、把開關(guān)S斷開,兩板的距離減小一半,同時把粒子速率減小一半

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