题号:5985    题型:多选题    来源:2023年山西省高考考前适应性测试物理试卷与答案
光滑绝缘平台处于坚直向下的匀强磁场中, 磁感应强度大小为 $B$ 。质量为 $m$ 的矩形金 属框 $a b c d$ 右端开口, 放在平台上。其 $b c$ 边长为 $l$, 只有 $b c$ 边有电阻且为 $R, a b 、 d c$ 足够长。 质量也为 $m$ 的薄金属片 $M N$ 置于金属框上,与金属框间的动摩擦因数为 $\mu$, 接人金属框 间的电阻也为 $R$ 。现锁定 $M N$ (不能左、右运动), 用小锤给金属框一瞬时水平向右的冲 量 $I$,发现金属框能平移的距离为 $x$ 。则在这一过程中

$ \text{A.}$ $M N$ 中的感应电流方向由 $N$ 到 $M$ $ \text{B.}$ 通过 $M N$ 的电荷量为 $\frac{B l x}{2 R}$ $ \text{C.}$ $M N$ 中产生的焦耳热为 $\frac{I^2}{4 m}-\mu m g x$ $ \text{D.}$ 金属框运动的时间为 $\frac{I}{\mu m g}-\frac{B^2 l^2 x}{2 \mu m g R}$
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BD

解析:

根据楞次定律可知导体棒 $M N$ 中的感应电流方向由 $M$ 到 $N$, 故 A 选项错误; 而 $q=\bar{I} \Delta t, \bar{I}=\frac{E}{2 R}, \bar{E}=$ $\frac{B l x}{\Delta t}$, 可得 $q=\frac{B l x}{2 R}$, 故 B 选项正确; 对金属框平移的距离为 $x$ 的过程, 由能量守恒 $\frac{1}{2} m v_0^2=2 Q+\mu m g x$, 且 $I=m v_0$, 解 得 $Q=\frac{I^2}{4 m}-\frac{1}{2} \mu m g x$, 故 C 选项错误; 对金属框平移的距离为 $x$ 的过程, 根据动量定理 $-q l B-\mu m g t=0-I$, 解得 $t=$ $\frac{I}{\mu m g}-\frac{B^2 l^2 x}{2 \mu m g R}$, 故 D选项正确。

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