[解析] 根据法拉第电磁感应定律:E=n=nS;代入数据可求出:E=1 V,故A正确;根据闭合电路欧姆定律,有:I== A=0.1 A;根据P=I2R1 得:P=0.12×4 W=4×10-2 W,故B错误;根据楞次定律可知,螺线管下端电势高,则电流稳定后电容器下极板带正电,故C错误;S断开后,电容器经过电阻R2放电,因下极板带正电,则流经R2的电流方向由下向上,故D正确。
[答案] AD
电磁感应中的力学问题
1.导体中的感应电流在磁场中将受到安培力作用,所以电磁感应问题往往与力学问题联系在一起,处理此类问题的基本方法:
(1)利用法拉第电磁感应定律和楞次定律,确定感应电动势的大小和方向。
(2)求回路中的电流强度的大小和方向。
(3)分析研究导体受力情况(包括安培力)。
(4)列动力学方程或平衡方程求解。
2.对于电磁感应中的动力学临界问题,解决关键在于通过运动状态的分析来寻找临界状态,如速度、加速度取最大值或最小值的条件等。利用好导体达到稳定运动状态时的平衡方程,往往是解题的突破口。
3.受力情况、运动情况的动态分析思路:导体运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化,最终加速度等于零,导体达到稳定运动状态。
[典例4] 如图所示,固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨PQ、MN,其电阻不计,间距d=0.5 m,P、M之间接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B0=0.2 T的匀强磁场中,两金属棒L1、L2平行地放在导轨上,其电阻均为r=0.1 Ω,质量分别为M1=0.3 kg 和M2=0.5 kg。固定L1,使L2在水平恒力F=0.8 N的作用下,由静止开始运动。试求:
(1)当电压表读数为U=0.2 V时,L2的加速度;
(2)L2能达到的最大速度vm。
[解析] (1)流过L2的电流I== A=2 A