如图所示,电阻不计,间距为L的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左...
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问题详情:
如图所示,电阻不计,间距为L的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动,外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv(Fk是常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为i,受到的安培力大小为FA,电阻R两端的电压为UR,感应电流的功率为P,它们随时间t变化图像可能正确的有( )
【回答】
BC
【解析】设金属棒在某一时刻速度为,由题意可知,感应电动势,环路电流,即;安培力,方向水平向左,即;两端电压,即;感应电流功率,即。
分析金属棒运动情况,由力的合成和牛顿运动第二定律可得,
,即加速度。因为金属棒从静止出发,所以 ,且 ,即 ,加速度方向水平向右。
(1)若,,即,金属棒水平向右做匀加速直线运动。有,说明,也即是,,,,所以在此情况下没有选项符合;
(2)若,随增大而增大,即随v增大而增大,说明金属棒在做加速度增大的加速运动,速度与时间呈指数增长关系,根据四个物理量与速度的关系可知选项符合;
(3)若,随增大而减小,即随v增大而减小,说明金属棒在做加速度减小的加速运动,直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动,根据四个物理量与速度关系可知C选项符合;
综上所述,、选项符合题意。
知识点:专题八 电磁感应
题型:多项选择