Question

【題目】如圖所示，在足夠高的水平桌面上放置兩條相距l、足夠長的平行導軌ab、cd，阻值R=1.0Ω的電阻與導軌a、d端相連，質量m1=0.5 kg、長度l=1 m、電阻r=0.5Ω的金屬桿垂直于導軌并可在導軌上滑動，與導軌間的動摩擦因數μ=0.2。整個裝置處在勻強磁場中，磁場方向豎直向上、磁感應強度的大小B=1T。金屬桿的中點系一不可伸長的絕緣輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一個質量m2=0.5 kg的物塊相連，繩處于拉直狀態，其他電阻不計。物塊從靜止開始釋放，g取10 m/s2，則物塊在下落過程中

A. 最終將做勻速直線運動

B. 最大加速度為10 m/s2

C. 最大速度為6 m/s

D. 電阻R上產生的熱量等于導體棒克服安培力做的功

Answer 1

【答案】AC

【解析】

A、從靜止開始釋放物塊，導體棒切割磁感線產生感應電流，由楞次定律可知棒受到向左的安培力，且安培力的大小隨著速度增大而增大，桿的合力減小，加速度減小，所以金屬棒做加速度逐漸減小的變加速直線運動，當加速度減小為0時，金屬棒將做勻速直線運動，故A正確；

B、物體剛開始下落時加速度最大，根據牛頓第二定律得：對棒有，對物體有，聯立解得物體下落的最大加速度為，故B錯誤；

C、物塊和滑桿先做加速運動，后做勻速運動，此時速度最大，則有，解得物體下落的最大速度為，故C正確。

D、物體下落過程中，電阻R上和金屬桿r產生的熱量總和等于導體棒克服安培力做的功，故D錯誤；

故選AC。