问题
选择题
如图所示,光滑的长直金属杆上套两个金属环与一个完整正弦图象的金属导线ab连接,杆电阻不计,导线电阻为R,ab间距离为2L,导线组成的正弦图形顶部或底部到杆距离都是d,在导线和杆平面内虚线右侧有一匀强磁场区域,磁感应强度为B,现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动,t=0时刻导线从O点进入磁场,直到全部进入的过程中,外力F所做的功为( )
A.B2L2v2 R
B.B2d2Lv R
C.3B2d2Lv R
D.3B2d2v2 R
答案
由题意知,金属导线ab在运动过程中切割磁感线产生的电动势为E=Blv,Bv是定值,而有效切割长度L是正弦规律变化的,则产生的感应电流也为正弦规律变化的,且其最大值为d,故其有效值为E有=
,产生的焦耳热为Q=E 2
t,又t=E 2有 R
,解得Q=2L v
,由能量守恒得,外力做的功转化为焦耳热,故B正确B2d2Lv R
故选B