Question

如圖所示，粗糙的平行金屬導軌傾斜放置，導軌間距l=1m，導軌電阻不計，頂端QQ′之間連接一個阻值為R=1.5Ω的電阻和開關S，底端PP′處有一小段水平軌道相連，勻強磁場B垂直于導軌平面。斷開開關S，將一根電阻不計質量為m=4kg的金屬棒從AA′處由靜止開始滑下，落在水平面上的FF′處；閉合開關S，將金屬棒仍從AA′處由靜止開始滑下，落在水平面上的EE′處；開關S仍閉合，金屬棒從另一位置CC′處由靜止開始滑下，仍落在水平面上的EE′處。（忽略金屬棒經過PP′處的能量損失，金屬棒始終與導軌垂直接觸良好）測得相關數據為s=2m，h=5m，x₁=2m，x₂=1.5m，下列說法正確的是（   ）

A．S斷開時，金屬棒沿斜面下滑的加速度為1m/s2

B．CC′一定在AA′的上方

C．B=2T

D．從AA＇處釋放時，電阻R上產生的熱量為3.5J

Answer 1

ACD

S斷開，金屬棒從靜止開始滑下時，金屬棒在斜面上作勻加速直線運動，在離開斜面以后，做平拋運動。金屬棒在離開斜面時速度，，所以，由可得，，A正確。S閉合，金屬棒從滑下時，金屬棒做變加速直線運動，加速度越來越小，在離開斜面以后，仍然做平拋運動。同理可得，有能量守恒定理可得：電阻R上產生的熱量，故D正確。開關S閉合后，金屬棒從另一位置由靜止開始滑下，仍然落在，則說明金屬棒在未離開斜面時，已做勻速直線運動，其速度為1.5m/s，所以 得，所以.所以C正確。B不確定，也可以在下方。