Question

3．如圖所示，光滑U型金屬導(dǎo)軌PQMN水平固定在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)軌寬度為L．QM之間接有阻值為R的電阻，其余部分電阻不計．一質(zhì)量為m，電阻為R的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，給棒一個水平向右的初速度v₀使之開始滑行，最后停在導(dǎo)軌上．由以上條件，在此過程中不能求出的物理量有（　�。�

• A． 電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱
• B． ab棒運動的時間
• C． 通過電阻R的總電荷量
• D． ab棒運動的位移

Answer 1

分析 明確導(dǎo)體棒的運動過程，分析其受力和能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，知道停止運動時其動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即可由能量守恒求出焦耳熱；根據(jù)動量定理列式求電荷量；根據(jù)感應(yīng)電荷量q=$\frac{△Φ}{R}$可求出電量．但由于加速度變化，故時間無法求出．

解答 解：A、根據(jù)能量守恒得：電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q=frac12mv₀²，
B、由于ab棒做變減速運動，無法求出時間，
C、根據(jù)動量定理得：-B$\overline{I}$L△t=0-mv₀，又q=$\overline{I}$△t，感應(yīng)電荷量：q=$\frac{m{v}_{0}}{BL}$，
D、設(shè)ab棒運動的位移為s．感應(yīng)電荷量q=$\frac{△Φ}{R}$=$\frac{BLS}{R}$，解得s=$\frac{qR}{BL}$，
本題選擇無法求出的，故選：B．

點評 本題考查電磁感應(yīng)與電路和能量關(guān)系結(jié)合的題目，由能量守恒可以求出電阻產(chǎn)生的焦耳熱，同時注意電量可以根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出，但由于導(dǎo)體棒做加速度減小的減速運動，無法求出導(dǎo)體棒的運動時間．