Question

【題目】如圖所示，在足夠高的水平桌面上放置兩條相距l、足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌ab、cd，阻值R=1.0Ω的電阻與導(dǎo)軌a、d端相連，質(zhì)量m1=0.5 kg、長(zhǎng)度l=1 m、電阻r=0.5Ω的金屬桿垂直于導(dǎo)軌并可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2。整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=1T。金屬桿的中點(diǎn)系一不可伸長(zhǎng)的絕緣輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一個(gè)質(zhì)量m2=0.5 kg的物塊相連，繩處于拉直狀態(tài)，其他電阻不計(jì)。物塊從靜止開始釋放，g取10 m/s2，則物塊在下落過程中

A. 最終將做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B. 最大加速度為10 m/s2

C. 最大速度為6 m/s

D. 電阻R上產(chǎn)生的熱量等于導(dǎo)體棒克服安培力做的功

Answer 1

【答案】AC

【解析】

A、從靜止開始釋放物塊，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知棒受到向左的安培力，且安培力的大小隨著速度增大而增大，桿的合力減小，加速度減小，所以金屬棒做加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減小為0時(shí)，金屬棒將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確；

B、物體剛開始下落時(shí)加速度最大，根據(jù)牛頓第二定律得：對(duì)棒有，對(duì)物體有，聯(lián)立解得物體下落的最大加速度為，故B錯(cuò)誤；

C、物塊和滑桿先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)速度最大，則有，解得物體下落的最大速度為，故C正確。

D、物體下落過程中，電阻R上和金屬桿r產(chǎn)生的熱量總和等于導(dǎo)體棒克服安培力做的功，故D錯(cuò)誤；

故選AC。