Question

18．如圖所示，有兩根和水平方向成θ角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場B，一根質(zhì)量為m的金屬桿MN從軌道上由靜止滑下，經(jīng)過足夠長的時(shí)間后，流經(jīng)金屬棒的電流達(dá)到最大，金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)，金屬桿和軌道電阻均不計(jì)．則（　�。�

• A． 下滑過程中，金屬桿中的電流方向?yàn)閺腗到N
• B． 加速運(yùn)動(dòng)過程中，金屬桿克服安培力做的功大于可變電阻R的產(chǎn)生的焦耳熱
• C． 勻速運(yùn)動(dòng)過程中，金屬桿的重力功率等于可變電阻R的發(fā)熱功率
• D． 若R增大，流經(jīng)金屬棒的最大電流將減小

Answer 1

分析 由右手定則可以判斷出電流方向；
從能量守恒的角度分析能量轉(zhuǎn)化情況；
由E=BLv、歐姆定律求出電流的表達(dá)式，然后分析判斷．

解答 解：A、由右手定則可知，金屬棒下滑過程，感應(yīng)電流從N流向M，故A錯(cuò)誤；
B、金屬棒克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱，金屬棒加速運(yùn)動(dòng)過程中，金屬桿克服安培力做的功等于可變電阻R的產(chǎn)生的焦耳熱，故B錯(cuò)誤，C正確；
C、金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大，感應(yīng)電流最大，由平衡條件得：mgsinθ=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，解得：v=$\frac{mgRsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$，感應(yīng)電流：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$=$\frac{mgsinθ}{BL}$，若R增大，流經(jīng)金屬棒的最大電流不變，故D錯(cuò)誤；
故選：C．

點(diǎn)評 本題考查了電磁感應(yīng)問題，解題時(shí)要正確分析金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況，從能量角度分析問題，應(yīng)用平衡條件、E=BLv、歐姆定律即可正確解題．