Question

如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距L=1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，下端連接阻值R=2Ω電阻．勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直．質(zhì)量為m=0.2kg，電阻r=1Ω的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25．（設(shè)最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力大�。┊斀饘侔粲伸o止下滑30m時速度達到穩(wěn)定，電阻R消耗的功率為8W，金屬棒中的電流方向由a到b，則下列說法正確的是（g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（　�。�

• A、金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時加速度a大小為4m/s²
• B、金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，此時金屬棒速度v的大小為10m/s
• C、磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強度B大小為0.4T
• D、金屬棒由靜止到穩(wěn)定過程中電阻R 產(chǎn)生的熱量為1.5J

Answer 1

分析：由牛頓第二定律可以求出金屬棒開始下滑時的加速度；
由平衡條件求出金屬棒勻速運動的速度；
由左手定則判斷出磁場方向；
由能量守恒定律求出電阻產(chǎn)生的熱量．

解答：解：A、金屬棒開始下滑的初速度為零，根據(jù)牛頓第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma，解得：a=4m/s²，故A正確；
B、設(shè)金屬棒運動達到穩(wěn)定時，速度為v，所受安培力為F，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡，由平衡條件得：mgsinθ-μmgcosθ-F=0，
此時金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率，即P=Fv，解得：v=10m/s，故B正確；
C、設(shè)電路中電流為I，磁場的磁感應(yīng)強度為B，則：I=

BLv

R

，P=I²R，解得：B=0.4T，由左手定則可知，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上，故C正確；
D、由能量守恒定律得：mgssinθ-μmgscosθ=Q+

1

2

mv²，解得：Q=14J，故D錯誤；
故選：ABC．

點評：電磁感應(yīng)中導(dǎo)體切割引起的感應(yīng)電動勢在考試中涉及較多，應(yīng)明確導(dǎo)體棒受力分析、功能關(guān)系等的靈活應(yīng)用，注意平衡狀態(tài)的處理．