Question

【題目】如圖所示，電阻不計的兩光滑平行導軌固定在絕緣水平面上，導軌間距為1m。導軌中部有一個直徑也為1m的圓形勻強磁場區域，與兩導軌相切于M、N兩點。磁感應強度大小為1T、方向豎直向下，長度略大于1m的金屬棒垂直導軌水平放置在磁場區域中，并與區域圓直徑MN重合。金屬棒的有效電阻為0.5Ω，一勁度系數為3N/m的水平輕質彈簧一端與金屬棒中心相連，另一端固定在墻壁上，此時彈簧恰好處于原長。兩導軌通過一阻值為1Ω的電阻與一電動勢為4V、內阻為0.5Ω的電源相連，導軌電阻不計。若開關S閉合一段時間后，金屬棒停在導軌上的位置，下列說法正確的是（ ）

A. 金屬棒停止的位置在MN的右側

B. 停止時，金屬棒中的電流為4A

C. 停止時，金屬棒到MN的距離為0.4m

D. 停止時，舉報受到的安培力大小為2N

Answer 1

【答案】C

【解析】

由金屬棒中電流方向從M到N可知，金屬棒所受的安培力向右，則金屬棒停止的位置在MN的右側，選項A正確；停止時，金屬棒中的電流I==2A，選項B錯誤；設棒向右移動的距離為x，金屬棒在磁場中的長度為2y，kx=BI（2y），x2+y2=，解得x=0.4m、2y=0.6m，選項C正確；金屬棒受到的安培力F=BI（2y）=1.2N，選項D錯誤。