选择题6.0分
理综

7.如图甲所示,在水平面上固定宽d=1m的金属“U”型导轨,右端接一定值电阻R=0.5Ω,其余电阻不计。在“U”型导轨右侧a=0.5m的范围存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。在t=0时刻,质量m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从距导轨右端b=2m开始向右运动,导体棒与导轨之间的动摩擦因数μ=0.1,不计地球磁场的影响,g=10m/s2。用E、I、P、Q分别表示4s内回路中的电动势大小、电流大小、电功率及电热,则下列图象正确的是(    )

A

B

C

D

正确答案及相关解析

正确答案

AB

解析

A.导体棒向右运动在没有进入磁场前做匀减速运动,由牛顿第二定律可得其加速度大小为

可得减小到零的时间为1s,此时向右运动的位移为,得,所以导体始终没有进入磁场中,由图象可知,在前2s内磁感应强度不变,所以回路中没有感应电动势和电流,在内,磁场均匀减小,由法拉第电磁感应定律可得,故A正确; 

B.同理由选项A分析可知,所以产生的电流为,故B正确;

CD.同理由选项A分析可知,在前2s内磁感应强度不变,所以回路中没有感应电动势和电流,所以前2s内功率和热量都为零,故C、D错误;

考查方向

本题考察匀变速度直线运动的规律,法拉第电磁感应定律的应用,结吉图象分析相关问题。

解题思路

棒先做匀减速直线运动,求出减速到零时的所走的位移,看棒是否进入磁场中,然后利用法拉第电磁感应定律,欧姆定律,焦耳定律及功率公式结合过程分析得出结论。

易错点

导体棒运动容易理解成是棒切割磁感线产生感应电动势,要合理判断棒的运动情况,结合过程,利用法拉第电磁感应定律解答。