Question

2．如圖甲所示，在水平面上固定寬d=1m的金屬“U”型導(dǎo)軌，右端接一定值電阻R=0.5Ω，其余電阻不計(jì)．在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)a=0.5m的范圍存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示．在t=0時(shí)刻，質(zhì)量m=0.1kg的導(dǎo)體棒以v₀=1m/s的初速度從距導(dǎo)軌右端b=2m開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，不計(jì)地球磁場(chǎng)的影響，g=10m/s²．用E、I、P、Q分別表示4s內(nèi)回路中的電動(dòng)勢(shì)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(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析導(dǎo)體棒的靜止時(shí)間和位移，由此確定2s內(nèi)沒(méi)有浸入磁場(chǎng)；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(dòng)勢(shì)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(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度為a=μg=1m/s²，速度變?yōu)榱愕臅r(shí)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(dǎo)體棒還沒(méi)有進(jìn)入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)不變，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)為零，則感應(yīng)電流為零，電功率為零，故C錯(cuò)誤；
D、0～2s內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，則感應(yīng)電流為零，回路中產(chǎn)生的電熱為零，故D錯(cuò)誤．
故選：AB．

點(diǎn)評(píng) 本題主要是法拉第電磁感應(yīng)定律，解答本題要弄清楚導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況，確定產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小隨時(shí)間的變化情況，結(jié)合電功率、焦耳定律的計(jì)算公式進(jìn)行分析．