Question

2．如圖甲所示，在水平面上固定寬d=1m的金屬“U”型導軌，右端接一定值電阻R=0.5Ω，其余電阻不計．在“U”型導軌右側(cè)a=0.5m的范圍存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．在t=0時刻，質(zhì)量m=0.1kg的導體棒以v₀=1m/s的初速度從距導軌右端b=2m開始向右運動，導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，不計地球磁場的影響，g=10m/s²．用E、I、P、Q分別表示4s內(nèi)回路中的電動勢大小、電流大小、電功率及電熱，則下列圖象正確的是（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 根據(jù)運動學公式分析導體棒的靜止時間和位移，由此確定2s內(nèi)沒有浸入磁場；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律求解感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的變化情況，由此分析電功率、電熱的變化情況．

解答 解：A、導體棒進入磁場前的加速度為a=μg=1m/s²，速度變?yōu)榱愕臅r間為t=$\frac{{v}_{0}}{a}=1s$，位移x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=0.5m＜2-0.5=1.5m，所以在前2s內(nèi)導體棒還沒有進入磁場，磁場不變，感應(yīng)電動勢為零；在2～4s內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動勢E=$\frac{△∅}{△t}$=$\frac{△B}{△t}ad=0.2×0.5×1V=0.1V$，故A正確；
B、0～2s內(nèi)感應(yīng)電動勢為零，則感應(yīng)電流為零；2～4s內(nèi)根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得感應(yīng)電流I=$\frac{E}{R}$=0.2A，故B正確；
C、0～2s內(nèi)感應(yīng)電動勢為零，則感應(yīng)電流為零，電功率為零，故C錯誤；
D、0～2s內(nèi)感應(yīng)電動勢為零，則感應(yīng)電流為零，回路中產(chǎn)生的電熱為零，故D錯誤．
故選：AB．

點評 本題主要是法拉第電磁感應(yīng)定律，解答本題要弄清楚導體棒的運動情況，確定產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小隨時間的變化情況，結(jié)合電功率、焦耳定律的計算公式進行分析．