Question

【題目】如圖所示，固定的水平放置的平行導軌CD、EH足夠長，在導軌的左端用導線連接一電阻R，導軌間距為L，一質量為M、長為2L的金屬棒放在導軌上，在平行于導軌的水平力F作用下以速度v向右勻速運動，運動過程中金屬棒與導軌保持垂直，金屬棒與導軌間的動摩擦因數為μ，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中(圖中未畫出)，磁場的磁感應強度大小為B，導軌單位長度的電阻為r，其余電阻不計。若在0時刻水平力的大小為F0，則在0—t時間內，以下說法正確的有

A. 水平力F對金屬棒的沖量大小F0t

B. 水平力和摩擦力的合力對金屬棒的沖量為零

C. 合力對金屬棒做的功為零

D. 若某時刻通過電阻R的電流為I，則此時水平力F的功率為(BIL+μMg)v

Answer 1

【答案】CD

【解析】

應用右手定則可以判斷出感應電流方向，從而判斷出安培力的方向，然后根據金屬棒做勻速運動進行分析即可；

A、由題可知，金屬棒在力F作用下做勻速運動，由于金屬棒切割磁感線，回路中產生感應電流，根據左手定則可知，金屬受到向左的安培力作用，則外力，導軌電阻增大，所以外力F隨時間逐漸減小，并不是保持不變，故選項A錯誤；

BC、由于金屬棒勻速運動，即安培力、水平力和摩擦力的合力為零，則這三個力的合力對金屬棒的沖量為零，則這三個力的合力對金屬棒做功為零，故選項B錯誤，C正確；

D、若某時刻通過電阻R的電流為I，則根據平衡條件可知：，則此時水平力F的功率為，故選項D正確。