图*为水平放置的两根平行光滑导轨,处在垂直轨道平面向里的匀强磁场中.均匀金属棒AB垂直于导轨水平静止放置.从t...
来源:语文精选馆 2.19W
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图*为水平放置的两根平行光滑导轨,处在垂直轨道平面向里的匀强磁场中.均匀金属棒AB垂直于导轨水平静止放置.从t=0时刻开始在AB棒上通有图乙所示的交变电流,规定*图所示的电流方向为正方向.下列说法正确的是( )
A.金属棒将在某一范围内往复运动
B.t1时刻导体棒的速度最大
C.t2时刻导体棒的加速度最大
D.安培力时而做正功,时而做负功
【回答】
解:根据左手定则可知,当电流的方向向下时,棒受到的安培力的方向向右;同理,当电流的方向向上上,则棒受到的安培力的方向向左.
A、由于电流随时间按照正弦规律变化,而安培力:F=BIL与电流成正比,所以导体棒受到的安培力也随时间按照正弦规律变化,在前半个周期内(0﹣t2时间内)棒受到的安培力的方向向右,所以棒向右做加速运动;在后半个周期内棒受到的安培力的方向向左,将向右做减速运动,由于加速阶段的加速度和减速阶段的加速度具有对称*,所以由运动的对称*可知,当t=t4时刻棒的速度恰好为0;而后,在以后的歌周期内棒将不断重复第一个周期内的运动.所以棒将一直向右运动.故A错误;
B、导体棒在前半个周期内(0﹣t2时间内)棒受到的安培力的方向向右,所以棒向右做加速运动,后半个周期内棒受到的安培力的方向向左,将向右做减速运动,所以t2时刻导体棒的速度最大.故B错误;
C、由于安培力:F=BIL与电流成正比,所以导体棒受到的安培力也随时间按照正弦规律变化,在t1时刻导体棒受到的安培力最大,所以加速度最大.故C错误;
D、导体棒一直向右运动,前半个周期内(0﹣t2时间内)棒受到的安培力的方向向右,安培力做正功;后半个周期内棒受到的安培力的方向向左,安培力做负功.故D正确.
故选:D
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