12.如圖所示,xOz是光滑水平面,空間有沿+z方向的勻強磁場,其磁感應(yīng)強度為B,現(xiàn)有兩塊平行金屬板,彼此間距為d,構(gòu)成一個電容為C的電容器,在兩板之間焊一根垂直于兩板的電阻不計的金屬桿PP′,已知兩板和桿PP′的總質(zhì)量為m,若對此桿PP′作用一個沿+x方向的恒力F,則下列說法正確的是( 。
A.兩板和桿以加速度a=$\frac{F}{m}$做勻加速直線運動
B.金屬桿PP′存在沿P到P′方向的感應(yīng)電流
C.兩板和桿先做加速度減小的加速運動,最后做勻速直線運動
D.兩板和桿以加速度a=$\frac{F}{m+{B}^{2}6lgj567^{2}C}$做勻加速直線運動

分析 系統(tǒng)在力的作用下加速運動,PP′切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢給電容器充電,由右手定則可以判斷出充電電流方向,應(yīng)用安培力公式與牛頓第二定律可以求出加速度.

解答 解:A、兩板和桿在拉力作用下向右運動,桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,對電容器充電,桿受到安培力的作用,系統(tǒng)受到的合力小于F,則加速度小于$\frac{F}{m}$,故A錯誤;
B、由右手定則可知,充電電流方向為:由P流向P′,故B正確;
C、電容器兩極板間電壓等于桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,系統(tǒng)向右運動時受到拉力與安培力作用,桿產(chǎn)生的電動勢不斷增大,充電電流不會無限制增大,拉力與安培力合力不為零,系統(tǒng)不會做勻速直線運動,故C錯誤;
D、設(shè)此裝置勻加速平移的加速度為a,則時間t后,速度v=at,PP'切割磁感線產(chǎn)生電動勢:E=BLv=Bdat,即電容器兩板電壓:U=E=BLat,
電容器所帶電量Q=CU=CBdat,PP′間此時有穩(wěn)定的充電電流:I=$\frac{Q}{t}$=CBda,方向向下,故受到向左的安培力:F安培=BIL=CB2d2a,以整個裝置為研究對象,
由牛頓第二定律得:F-F安培=ma,即:F-CB2d2a=ma,解得:a=$\frac{F}{m+C{B}^{2}5bjkjvv^{2}}$,方向沿+Z方向,故D正確;
故選:BD.

點評 本題時一道電磁感應(yīng)與力學(xué)相結(jié)合的綜合題,難度較大,分析清楚系統(tǒng)的運動過程,應(yīng)用右手定則、E=BLv、牛頓第二定律可以解題.

練習(xí)冊系列答案
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A.再閉合開關(guān)S時,A2先亮,Al后亮
B.再閉合開關(guān)S時,Al和A2同時亮
C.再閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,重新斷開開關(guān)S,A2立刻熄滅,A1過一會兒熄滅
D.再閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,重新斷開開關(guān)S,Al 和A2都要過一會兒才熄滅

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A.點電荷在從P到O的過程中,加速度越來越大,速度也越來越大
B.點電荷在從P到O的過程中,加速度越來越小,速度也越來越小
C.點電荷運動到O點時加速度為零,速度達最大值
D.點電荷越過O點后,速度越來越小,加速度越來越大,直到粒子速度為零

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7.無風(fēng)時在赤道上,不帶電的雨滴是豎直下落,若雨滴帶負電,它將偏向西方.

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(1)t時間后,線框中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢大小
(2)轉(zhuǎn)過90°角時,線框中產(chǎn)生的瞬時感應(yīng)電動勢大小.

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4.如圖為一滑動式分壓器電路圖,已知ab端的電壓恒為U,下列說法正確的是( 。
A.cd端電壓的變化范圍為0~U
B.把滑動頭置中點,用電壓表測得Ucb,一定等于$\frac{U}{2}$
C.把滑動頭置中點,cd端接一電阻,所接阻值越小,Ucd越接近$\frac{U}{2}$
D.把滑動頭置中點,cd端接一電阻,所接阻值越大,Ucd越接近$\frac{U}{2}$

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A.B.C.D.

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