(6分)如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab…——2013 高考物理第 4 题答案解析

2013_新课标I卷

2013 全国 第 4 题 解答题 区分题
2013_新课标I卷

4.(6分)如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac 和MN,其中ab、ac在a点接触,构成“V”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动,从 a位置开始计时,运动中 MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线,可能正确的是(  )

A

B

C

D

参考答案

A

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【考点】D9:导体切割磁感线时的感应电动势

【专题】53B:电磁感应与图像结合

【分析】MN 切割磁感线运动产生感应电动势E=BLv,L越来越大,回路总电阻也增大,根据电阻定律可求,然后利用闭合电路欧姆定律即可求解。

【解答】解:设 $\angle b = \angle C = 2 \theta$ ,单位长度电阻为 ${ \sf R } _ { 0 }$

则 MN 切割产生电动势 $\mathsf { E } = \mathsf { B L v } = \mathsf { B v } \bullet 2 \mathsf { v t } \times \mathsf { t a n } \theta = 2 \mathsf { B v } ^ { 2 } \mathsf { t t a n } \theta$

回路总电阻为 $: ( 2 v t { \tan \theta } + \frac { 2 v t } { \cos \theta } ) \mathbb { R } _ { 0 } = v \dag \mathbb { R } _ { 0 } ( 2 \tan \theta + \frac { 2 } { \cos \theta } )$

由闭合电路欧姆定律得: $\scriptstyle 1 = { \frac { \sum _ { \ell = 1 } ^ { \mathrm { E } } 2 \mathrm { B } \displaystyle \mathrm { v } ^ { 2 } \tan \Theta } { \mathrm { R } } } = { \frac { 2 \mathrm { B } \displaystyle \mathrm { v } ^ { 2 } \tan \Theta } { \mathrm { v } \tan \Theta + { \frac { 2 } { \cos \Theta } } ) \mathrm { R } _ { 0 } ( 2 \tan \Theta + { \frac { 2 } { \cos \Theta } } ) } }$

i与时间无关,是一定值,故A正确,BCD错误,

故选:A。

【点评】关于电磁感应问题,特别是图象问题,不能凭想当然,最好是通过闭合电路欧姆定律找出关系式。

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