Question

【題目】如圖所示，長均為d的CD、EF兩條金屬導軌水平平行放置，導軌間距為L。導軌的D、F間接有一電阻R，左端C、E分別與彎曲的光滑軌道平滑連接。矩形CDFE區域內存在方向垂直導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度大小為B。將一電阻為R、質量為m的導體棒從彎曲軌道上h高處由靜止釋放，導體棒最終恰好停在磁場的右邊界處。已知水平金屬導軌電阻不計，與導體棒間的動摩擦因數為μ，導體棒與水平導軌始終垂直且接觸良好，重力加速度為g，不計電磁輻射。在導體棒的整個運動過程中，下列說法中正確的是

A. 流過電阻R的電荷量為

B. 電阻R的最大電流為

C. 電阻R中產生的焦耳熱為

D. 導體棒在磁場中運動的最大加速為

Answer 1

【答案】BC

【解析】流過電阻R的電荷量，故A錯誤；金屬棒下滑過程中，由機械能守恒定律得：，解得：金屬棒到達水平面時的速度，金屬棒到達水平面后進入磁場受到向左的安培力做減速運動，則導體棒剛到達水平面時的速度最大，所以最大感應電動勢為，最大的感應電流為，最大加速度為，故B正確，D錯誤；金屬棒在整個運動過程中，由動能定理得：，則克服安培力做功：，所以整個電路中產生的焦耳熱為，電阻與導體棒電阻相等，通過它們的電流相等，則金屬棒產生的焦耳熱，故C正確；故選BC。