Question

【題目】如圖所示，電阻可忽略的光滑平行金屬導軌長s=0.4m，兩導軌間距L=1m，導軌傾角為30°，導軌上端ab接一阻值R=2Ω的電阻，磁感應強度B=1.0T的勻強磁場垂直軌道平面向上。阻值r=2Ω、質量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產生的焦耳熱Qr=0.1J。（取g=10m/s2），金屬棒在金屬導軌下滑的最大速度為（　　）

A.4m/sB.m/sC.m/sD.以上答案都不正確

Answer 1

【答案】C

【解析】

由牛頓第二定律可得

其中

聯立可得

代入數據解得

下滑過程中金屬棒克服安培力做功等于回路產生的焦耳熱，由于

因此由焦耳定律

可得

因此克服安培力做功

代入數據解得

設金屬棒到達最低端時速度為，根據能量守恒可得

代入數據可得

即金屬棒下滑最大速度為，故ABD錯誤，C正確。

故選C。