《只受安培力的双棒问题》只受安培力的双棒问题 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《只受安培力的双棒问题》只受安培力的双棒问题

1多选题

(多选)如图所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路．导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计．在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场．开始时，导体棒处于静止状态．剪断细线后，导体棒在运动过程中(　　)

A
回路中有感应电动势
B
两根导体棒所受安培力的方向相同
C
两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒
D
两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒

题目答案

AD

答案解析

分析：

剪断细线后，分析导体棒的运动过程和受力情况．

根据磁通量的变化判断感应电动势，根据左手定则判断安培力的方向，

分析两棒组成的系统在运动过程中是不是合外力为零或者内力远大于外力，这是系统总动量守恒的条件．

解答：

解：A、剪断细线后，导体棒在运动过程中，由于弹簧的作用，导体棒ab、cd反向运动，

穿过导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路的磁通量增大，回路中产生感应电动势，故A正确．

B、导体棒ab、cd电流方向相反，根据左手定则，所以两根导体棒所受安培力的方向相反，故B错误．

C、两根导体棒和弹簧构成的系统在运动过程中是合外力为0．所以系统动量守恒，但是由于产生感应电流，产生热量，所以一部分机械能转化为内能，所以系统机械能不守恒．故C错误，D正确．

故选AD．

点评：

我们要清楚掌握自物理量产生或者守恒得条件去判断问题．

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2单选题

如图所示，水平放置的两根金属导轨位于方向垂直于导轨平面并指向纸里的匀强磁场中．导轨上有两根小金属导体杆ab和cd，其质量均为m，能沿导轨无摩擦地滑动．金属杆ab和cd与导轨及它们间的接触等所有电阻可忽略不计．开始时ab和cd都是静止的，现突然让cd杆以初速度v向右开始运动，如果两根导轨足够长，则(　　)

A
cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，并将追上cd
B
cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，但追不上cd
C
开始时cd做减速运动，ab做加速运动，最终两杆以相同速度做匀速运动
D
磁场力对两金属杆做功的大小相等

题目答案

C

答案解析

分析：

突然让cd杆以初速度v向右开始运动，cd杆切割磁感线，产生感应电流，两杆受安培力作用，根据牛顿第二定律判断两杆的运动情况．

解答：

解：ABC、让cd杆以初速度v向右开始运动，cd杆切割磁感线，产生感应电流，两杆受安培力作用，安培力对cd向左，对ab向右，所以ab从零开始加速，cd从v_0开始减速．那么整个电路的感应电动势减小，所以cd杆将做加速度减小的减速运动，ab杆做加速度减小的加速运动，当两杆速度相等时，回路磁通量不再变化，回路中电流为零，两杆不再受安培力作用，将以相同的速度向右匀速运动．故C正确，A、B错误．

D、两导线中的电流始终相等，但由于通过的距离不相等，故磁场对两金属杆做功大小不相等；故D错误；

故选：C．

点评：

本题是牛顿第二定律在电磁感应现象中的应用问题．解答本题能搞清楚物体的受力情况和运动情况．

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3单选题

如图所示，平行导体滑轨MM’、NN’水平放置，固定在匀强磁场中．磁场的方向与水平面垂直向下．滑线AB、CD横放其上静止，形成一个闭合电路．当AB向右开始滑动的瞬间，电路中感应电流的方向及滑线CD受到的磁场力的方向分别为(　　)

A
电流方向沿ABCD；受力方向向右
B
电流方向沿ABCD；受力方向向左
C
电流方向沿BADC；受力方向向右
D
电流方向沿BADC； 受力方向向左

题目答案

C

答案解析

分析：

AB向右移动，则由右手定则可知电流方向，则可知CD中电流的方向，由左手定则可求得CD的运动方向．

解答：

解：由右手安培定则可知，当AB向右运动时电流由B到A，故电流方向沿ADCB；则再由左手定则可得CD受力向右．

故选：C．

点评：

AB运动时产生电流的经过CD，从而使CD受磁场力而产生运动，即先由电磁感应产生电流，电流再在磁场中受到安培力而产生了运动．

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