Question

如圖所示，平行金屬導軌寬度為L=0.6m，與水平面間的傾角為θ=37^o，導軌電阻不計，底端接有阻值為R=3Ω的定值電阻，磁感應強度為B=1T的勻強磁場垂直向上穿過導軌平面。有一質量為m=0.2kg，長也為L的導體棒始終與導軌垂直且接觸良好，導體棒的電阻為R₀=1Ω，它與導軌之間的動摩擦因數為μ=0.3。現讓導體棒從導軌底部以平行斜面的速度v₀=10m/s向上滑行，上滑的最大距離為s=4m。 （sin37^o=0.6，cos37^o=0.8，g=10m/s²），以下說法正確的是（    ）

A．把運動導體棒視為電源，最大輸出功率6.75W

B．導體棒最后可以下滑到導軌底部，克服摩擦力做的總功為10.0J

C．當導體棒向上滑d=2m時，速度為7.07m/s

D．導體棒上滑的整個過程中，在定值電阻R上產生的焦耳熱為2.46J

Answer 1

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試題分析：導體棒切割磁感線，感應電動勢，感應電流，輸出功率,速度最大時輸出功率最大即，選項A對。摩擦力，上滑和下滑過程摩擦力均做負功，所以克服摩擦力做的總功，選項B錯。當導體棒向上滑時，根據動能定理有，即,定值電阻上面產生的熱量，選項D對。當導體棒向上滑d=2m時，重力和摩擦力做功均為整個上滑過程的一半，但安培力做功由于速度逐漸變小，前半程做功大于整個上滑過程的一半，所以當導體棒向上滑d=2m時動能，可得，選項C錯。導體棒最后下滑到底部時，由于摩擦力和安培力一直做負功，而重力不做功，所以摩擦力和安培力做的總功等于動能變化量即，選項B錯。