Question

【題目】如圖所示，光滑且足夠長的金屬導軌MN、PQ平行地固定在同一水平面上，兩導軌間距L=0.20m，兩導軌的左端之間連接的電阻R=0.40Ω，導軌上停放一質量m=0.10kg的金屬桿ab，位于兩導軌之間的金屬桿的電阻r=0.10Ω，導軌的電阻可忽略不計．整個裝置處于磁感應強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下．現用一水平外力F水平向右拉金屬桿，使之由靜止開始運動，在整個運動過程中金屬桿始終與導軌垂直并接觸良好，若理想電壓表的示數U隨時間t變化的關系如圖乙所示．求金屬桿開始運動經t=5.0s時，

A. 通過金屬桿的感應電流的大小為1A，方向由b指向a

B. 金屬桿的速率為4m/s

C. 外力F的瞬時功率為1W

D. 0~5.0s內通過R的電荷量為5C

Answer 1

【答案】AC

【解析】A、導體棒向右切割磁感線，由右手定則知電流方向為b指向a，金屬桿開始運動經t=5.0s，由圖像可知電壓為0.4V，根據閉合電路歐姆定律得 ,故A正確；

B、根據法拉第電磁感應定律知 ，根據電路結構可知： ,解得 ，故B錯誤；

C、根據電路知 ，結合U-t圖像知導體棒做勻加速運動，加速度為 根據牛頓第二定律,在5s末時對金屬桿有: 解得; ,此時F的瞬時功率故C對；

D、0~5.0s內通過R的電荷量為 ，故D錯誤；

綜上所述本題答案是：AC