题目内容

【题目】如图所示,固定放置在同一水平面上的两根平行长直金属导轨的间距为d,导轨右端接有阻值为R的电阻,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一根质量为m的导体杆ab垂直于导轨放置,且与导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.当杆在水平向左且垂直于杆的恒力F的作用下由静止开始沿导轨运动的距离为l时,速度恰好达到最大,已知在运动过程中杆始终与导轨保持垂直.设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g.在此过程中()

A. 杆的最大速度为

B. 通过电阻R的电荷量为

C. 恒力F做的功与摩擦力做的功的代数和等于杆的动能的变化量

D. 恒力F做的功与安培力做的功的代数和大于杆的动能的变化量

【答案】BD

【解析】

A. 选项中,当杆达到最大速度v时,其受力情况如图所示,在水平方向受拉力F、安培力、滑动摩擦力,三个力的合力为零:,解得,故A错误

B.选项中,平均电动势为,平均电流为,通过的电量,而,则,故B正确;

C选项中,由动能定理得WF-Wf-W=ΔEk,故C错误

D选项中,由前式可得WF-W=ΔEk+Wf>ΔEk,故D正确

本题正确选项为BD.

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