题目内容

(2009年高考福建理综卷改编)如图9-3-14所示,固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时,速度恰好达到最大(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.则此过程(  )

图9-3-14

A.杆的速度最大值为

B.流过电阻R的电量为

C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量

D.恒力F做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量

 

【答案】

B

【解析】选B.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F、滑动摩擦力f=μmg,三个力的合力为零:F--μmg=0,解得v=;B选项中,平均电动势为,平均电流为,通过的电量q=·Δt=,而ΔΦ=B·ΔS=Bdl,则q=;C选项中,由动能定理得WF-Wf-W=ΔEk;D选项中,由前式可得WF-W=ΔEk+Wf>ΔEk.本题正确选项为B.

 

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