Question

如圖16-26，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中固定放置一根串接一電阻R的直角形金屬導(dǎo)軌aOb(在紙面內(nèi))，磁場(chǎng)方向垂直于紙面朝里，另有兩根金屬導(dǎo)軌c、d分別平行于Oa、Ob放置.保持導(dǎo)軌之間接觸良好，金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì).現(xiàn)經(jīng)歷以下四個(gè)過程：①以速率v移動(dòng)d,使它與Ob的距離增大一倍；②再以速率v移動(dòng)c,使它與Oa的距離減小一半；③然后，再以速率2v移動(dòng)c，使它回到原處；④最后以速率2v移動(dòng)d,使它也回到原處.設(shè)上述四個(gè)過程中通過電阻R的電荷量的大小依次為Q₁、Q₂、Q₃和Q₄，則(    )

圖16-26

A.Q₁=Q₂=Q₃=Q₄                             B.Q₁=Q₂=2Q₃=2Q₄

C.2Q₁=2Q₂=Q₃=Q₄                           D.Q₁≠Q(mào)₂=Q₃≠Q(mào)₄

Answer 1

A

解析:

設(shè)開始時(shí)導(dǎo)軌d與Ob的距離為x₁,導(dǎo)軌c與Oa的距離為x₂,由法拉第電磁感應(yīng)定律知,移動(dòng)c或d時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):

    E==

    通過導(dǎo)體R的電荷量為:

    Q=IΔt=Δt=

   由上式可知,通過導(dǎo)體R的電荷量與導(dǎo)軌d或c移動(dòng)的速度無(wú)關(guān),由于B與R是定值,其電荷量取決于所圍面積的變化.

①若導(dǎo)軌d與Ob距離增大一倍,即由x₁變?yōu)?x₁,則所圍面積增大了ΔS₁=x₁·x₂;

②若導(dǎo)軌c再與Oa距離減小一半，即由x₂變?yōu)?img width=23 height=43 src="http://thumb.zyjl.cn/pic1/1899/wl/52/93052.gif">，則所圍面積又減小了ΔS₂=·2x₁=x₁x₂;

③若導(dǎo)軌c再回到原處，此過程面積的變化為ΔS₃=ΔS₂=·2x₁=x₁x₂;

④最后導(dǎo)軌d又回到原處，此過程面積的變化為ΔS₄=x₁x₂;由于ΔS₁=ΔS₂=ΔS₃=ΔS₄,則通過電阻R的電荷量是相等的，即Q₁=Q₂=Q₃=Q₄.