Question

【題目】如圖所示，足夠長的平行光滑導軌固定在水平面上，導軌間距為L=1m，其右端連接有定值電阻R=2Ω，整個裝置處于垂直導軌平面磁感應強度B=1T的勻強磁場中．一質量m=2kg的金屬棒在恒定的水平拉力F=10N的作用下，在導軌上由靜止開始向左運動，運動中金屬棒始終與導軌垂直．導軌及金屬棒的電阻不計，下列說法正確的是（　　）

A. 產生的感應電流方向在金屬棒中由a指向b

B. 金屬棒向左做先加速后減速運動直到靜止

C. 金屬棒的最大加速度為10 m/s2

D. 水平拉力的最大功率為200 W

Answer 1

【答案】AD

【解析】

金屬棒向左運動切割磁感線，根據右手定則判斷得知產生的感應電流方向由a→b，故A正確；根據左手定則可知金屬棒所受的安培力方向向右，且安培力的大小先小于拉力，棒做加速運動，根據、、可得，由于金屬棒加速，故安培力增大，當安培力等于拉力時合外力為零，金屬棒做勻速直線運動，速度達到最大，故B錯誤；根據牛頓第二定律得：，可知，棒的速度v增大，加速度a減小，所以棒剛開始運動時加速度最大，最大加速度為： ，故C錯誤；設棒的最大速度為vm，此時a=0，則有：，解得：，所以水平拉力的最大功率為：，故D正確．