问题 多选题

如图所示,相距为L的平行金属导轨ab、cd与水平面成θ角放置,导轨与阻值均为R的两定值电阻R1、R2相连,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一质量为m、阻值也为R的导体棒MN,以速度v沿导轨匀速下滑,它与导轨之间的动摩擦因数为μ,忽略感应电流之间的相互作用,则(  )

A.导体棒下滑的速度大小为

mgR(sinθ-μcosθ)
B2L2

B.电阻R1消耗的热功率为

1
4
mgv(sinθ-μcosθ)

C.导体棒两端电压为

mgR(sinθ-μcosθ)
2BL

D.t时间内通过导体棒的电荷量为

mgt(sinθ-μcosθ)
BL

答案

电磁感应的过程中,该电路的等效电路如图:

R=

R
2

导体棒下滑时产生的电动势:E=BLv

流过导体棒的电流:I=

E
R+R
=
2BLv
3R

A:导体棒匀速运动时,合力为零,即:mgsinθ=μmgcosθ+BIL   ②

   联立①②解得:v=

3mgR(sinθ-μcosθ)
2B2L2
,故A错误;

B:导体棒的重力的功率:PG=mgvsinθ,摩擦力的功率:Pf=μmgcosθ•v,MN上的功率:PMN=I2R,R1R2上的功率:PR=(

1
2
I)2•R=
1
4
I2R=
1
4
PMN

   重力的功转化为摩擦力的功和导体棒、电阻R1、R2是的功.即:PG=Pf+PMN+2PR

   所以:PR=

1
6
mgv(sinθ-μcosθ).故B错误;

C:导体棒两端的电压:U=I•R=

1
3
BLv=
mgR(sinθ-μcosθ)
2BL
.故C正确;

D:t时间内通过的电量:q=It=

2BLv
3R
•t=
mg(sinθ-μcosθ)
BL
.故D正确.

故选:CD

选择题
判断题