Question

【題目】如圖所示，CD、EF是兩條水平放置的、阻值可忽略的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L，在水平導(dǎo)軌的左側(cè)存在方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，磁場區(qū)域的寬度為d，導(dǎo)軌的右端接有一阻值為R的電阻，左端與一彎曲的光滑軌道平滑連接．將一阻值也為R，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒從彎曲軌道上h高處由靜止釋放，導(dǎo)體棒最終恰好停在磁場的右邊界處．已知導(dǎo)體棒與水平導(dǎo)軌接觸良好，且動摩擦因數(shù)為μ．下列說法正確的是

A.通過電阻R的最大電流為

B.流過電阻R的電荷量為

C.整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱為mgh

D.電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為

Answer 1

【答案】ABD

【解析】

A．金屬棒下滑過程中，機械能守恒，由機械能守恒定律得：

金屬棒到達(dá)水平面時的速度

金屬棒到達(dá)水平面后進(jìn)入磁場受到向左的安培力做減速運動，則剛到達(dá)水平面時的速度最大，所以最大感應(yīng)電動勢為

E=BLv

最大的感應(yīng)電流為

故A正確；

B．通過金屬棒的電荷量

故B正確；

C．金屬棒在整個運動過程中，由動能定理得：

mgh-WB-μmgd=0-0

則克服安培力做功：

WB=mgh-μmgd

整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱為

Q=WB=mgh-μmgd

故C錯誤；

D．克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱，電阻與導(dǎo)體棒電阻相等，通過它們的電流相等，則金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱：

故D正確．