题目内容
【题目】如图甲所示,两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,导轨间距为,两导轨上端接有电阻,阻值
,虚线
下方存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度为
,现将质量为
、电阻不计的金属杆ab,从
上方某处由静止释放,金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触,且始终保持水平,不计导轨的电阻,已知金属板下落
的过程中加速度a与下落距离h的关系如图乙所示,重力加速度
,则( )
A.金属杆刚进入磁场时的速度为
B.下落了时速度为
C.金属杆下落的过程中,在电阻R上产生的热量为
D.金属杆下落的过程中,通过电阻R的电荷量为
【答案】AC
【解析】
由乙图知,刚进入磁场时,金属杆的加速度大小,方向竖直向上.由牛顿第二定律得:
,设杆刚进入磁场时的速度为
,则有
,联立得:
,代入数值有:
.故A正确;下落时,通过
图象知
,表明金属杆受到的重力与安培力平衡有
,其中
,
可得下落
时杆的速度
代人数值有:
.故B错误;从开始到下落的过程中,由能的转化和守恒定律有:
,代人数值有
,故C正确;杆自由下落的距离满足
,解得
,所以杆在磁场中运动的距离
通过电阻R的电荷量
,代人数值有:
.故D错误.
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