Question

【題目】如圖1所示，光滑的平行豎直金屬導(dǎo)軌AB、CD相距L，在A、C之間接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間abcd矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為5d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一質(zhì)量為m、電阻為r、長(zhǎng)度也剛好為L的導(dǎo)體棒放在磁場(chǎng)下邊界ab上（與ab邊重合），．現(xiàn)用一個(gè)豎直向上的力F拉導(dǎo)體棒，使它由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，已知導(dǎo)體棒離開(kāi)磁場(chǎng)前已開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終垂直且保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，F隨導(dǎo)體棒與初始位置的距離x變化的情況如圖2所示，下列判斷正確的是（ ）

A. 導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量為

B. 導(dǎo)體棒離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度大小為

C. 離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)體棒兩端電壓為

D. 導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生焦耳熱為

Answer 1

【答案】BC

【解析】

設(shè)導(dǎo)體棒離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度大小為v．此時(shí)導(dǎo)體棒受到的安培力大小為： ．由平衡條件得：F=F安+mg；由圖2知：F=3mg，聯(lián)立解得： ．故B正確．導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量為： ．故A錯(cuò)誤．離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，由F=BIL+mg得： ，導(dǎo)體棒兩端電壓為：．故C正確．導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，設(shè)回路產(chǎn)生的總焦耳熱為Q．根據(jù)功能關(guān)系可得：Q=WF-mg5d-mv2，而拉力做功為：WF=2mgd+3mg4d=14mgd；電阻R產(chǎn)生焦耳熱為：；聯(lián)立解得：．故D錯(cuò)誤．