Question

如圖，水平桌面上固定有一半徑為R的金屬細圓環(huán)，環(huán)面水平，圓環(huán)每單位長度的電阻為r，空間有一勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向豎直向下；一長度為2R、電阻可忽略的導體棒置于圓環(huán)左側(cè)并與環(huán)相切，切點為棒的中點．棒在拉力的作用下以恒定加速度a從靜止開始向右運動，運動過程中棒與圓環(huán)接觸良好．下列說法正確的是（　　）

• A、拉力的大小在運動過程中保持不變
• B、棒通過整個圓環(huán)所用的時間為

  2R/a

• C、棒經(jīng)過環(huán)心時流過棒的電流為B

  2aR

  /πr
• D、棒經(jīng)過環(huán)心時所受安培力的大小為8B2R

  2aR

  /πr

Answer 1

分析：根據(jù)幾何關系求出此時導體棒的有效切割長度，注意外電路為弧acb和弧adb的電阻并聯(lián)，求出總電阻，進一步求出電流值，即可算出安培力的大小．最后根據(jù)運動學公式可求出運動的時間．

解答：解：A棒在拉力的作用下以恒定加速度a從靜止開始向右運動，則速度為v=at，因此F=BIL=

B2L2at

R

，可知在運動過程中棒所受安培力變化，則拉力大小也變化，故A錯誤；
B、根據(jù)位移公式2R=

1

2

at2，可得時間為t=

4R a

，故B錯誤；
C、當棒運動到環(huán)中心時，速度大小為v=

2aR

，產(chǎn)生感應電動勢E=BR v=B?2R?

2Ra

，所以產(chǎn)生感應電流大小為I=

E

πrR 2

=

2B 2Ra

πr

×2=

4B 2Ra

πr

，故C錯誤；
D、棒經(jīng)過環(huán)心時所受安培力的大小為F=BIL=

8B2R 2Ra

πr

，故D正確；
故選：D

點評：電磁感應與電路的結(jié)合問題，關鍵是弄清電源和外電路的構造，然后根據(jù)電學知識進一步求解．