Question

如圖所示，水平桌面上固定有一半徑為R的金屬細(xì)圓環(huán)，環(huán)面水平，圓環(huán)每單位長(zhǎng)度的電阻為r，空間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下；一長(zhǎng)度為2R、電阻可忽略的導(dǎo)體棒置于圓環(huán)左側(cè)并與環(huán)相切，切點(diǎn)為棒的中點(diǎn)。棒在拉力的作用下以恒定加速度a從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中棒與圓環(huán)接觸良好。下列說(shuō)法正確的是

A．拉力的大小在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持不變

B．棒通過(guò)整個(gè)圓環(huán)所用的時(shí)間為

C．棒經(jīng)過(guò)環(huán)心時(shí)流過(guò)棒的電流為

D．棒經(jīng)過(guò)環(huán)心時(shí)所受安培力的大小為

 

Answer 1

【答案】

D

【解析】導(dǎo)體棒做勻加速運(yùn)動(dòng)，合外力恒定，由于受到的安培力隨速度的變化而變化，故拉力一直變化，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)棒通過(guò)整個(gè)圓環(huán)所用的時(shí)間為t，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本關(guān)系式可得，解得，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由可知棒經(jīng)過(guò)環(huán)心時(shí)的速度，此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，金屬圓環(huán)的兩側(cè)并聯(lián)，等效電阻，故棒經(jīng)過(guò)環(huán)心時(shí)流過(guò)棒的電流為，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由對(duì)選項(xiàng)C的分析可知棒經(jīng)過(guò)環(huán)心時(shí)所受安培力的大小為，選項(xiàng)D正確。

【考點(diǎn)定位】考查電磁感應(yīng)與電路問(wèn)題、牛頓運(yùn)動(dòng)定律相結(jié)合，綜合性較強(qiáng)。