Question

【題目】如圖所示,電源電動勢3 V,內阻不計,導體棒質量60 g,長1 m,電阻1.5Ω放在兩個固定光滑絕緣環上，若已知絕緣環半徑0.5 m.空間存在豎直向上勻強磁場,B=0.4 T.當開關閉合后,則(sin37。=0.6) :

A. 棒能在某一位置靜止，在此位置上棒對每一只環的壓力為1N

B. 棒從環的底端靜止釋放能上滑至最高點的高度差是0.2m

C. 棒從環的底端靜止釋放上滑過程中最大動能是0.2J

D. 棒從環的底端靜止釋放上滑過程中速度最大時對兩環的壓力為1N

Answer 1

【答案】C

【解析】金屬棒受到的安培力為： ; 對金屬棒進行受力分析，金屬棒受到重力、安培力和兩個環的支持力，如圖：

因為金屬棒靜止，根據平衡條件得每個環對棒的支持力 ，選項A錯誤；

由于： 所以：θ=53°
所以金屬棒上升的高度為：h=2（r-rcosθ）=2（0.5-0.5cos53°）=0.4m，選項B錯誤；

由動能定理得：FRsinθ-mgR（1-cosθ）=Ekm=mvm2
代入數據得：Ekm=0.2J ；

根據牛頓定律：

解得：FMn=0.9N，故選項C正確，D錯誤；故選C.

注：此題答案應為C.