题目内容
【题目】如图所示,在竖直面内有一半径为L的圆形光滑金属导轨CPD,处于磁感应强度大小为B、方向与导轨平面(纸面)垂直向里的匀强磁场中,圆心为O,直径CD水平,半径OP竖直O、D间用导线连接。一质量分布均匀的金属棒OA,长为L,电阻为R,质量为m,能绕水平轴O在竖直平面内自由转动,棒与导轨和轴O始终接触良好,一切摩擦及其他电阻均不计,重力加速度大小为g。若棒从CO处由静止释放,第一次到达OP处时的角速度为ω,则下列判断正确的是
A. 棒能摆到OD处
B. 从OC到PO的过程中,通过棒横截面的电荷量为
C. 棒第一次到达OP处时,棒中通过的电流为
D. 棒最终会停下,产生的总焦耳热为mgL
【答案】D
【解析】
A、D、棒沿着导轨摆动切割磁感线而产生动生电动势,导轨与棒组成的回路通电,根据楞次定律可知棒要受到安培阻力,安培力做负功使得机械能变成电能,最终变为通过电阻的焦耳热,则棒第一次不能到达等高的OD处;最终棒通过多个往复的摆动而停在OP处,由能量守恒可知;故A错误,D正确.
B、从OC到PO的过程中,流过回路的电荷量由,,,故;故B错误.
C、棒第一次到达OP处时角速度为,转动产生的平均电动势为,则电流为;故C错误.
故选D.
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