题目内容
【题目】如图所示，两条粗糙平行导轨间距离是0.5m，水平固定放置在桌面上，导轨一部分位于有理想边界的磁场中，磁场垂直导轨平面向下，导轨与2Ω的电阻连接。质量为0. 2kg的金属杆垂直放置于导轨上，与导轨接触良好，导轨及金属杆的电阻忽略不计。在t0=0时刻，给金属杆施加一个水平向左的恒定拉力F，金属杆由静止开始运动，在t1 =l0s时，以速度vl=4m/s进入匀强磁场且恰好做匀速运动，在t2=15s时刻，撤去拉力F，与此同时磁感应强度开始逐渐减小，金属杆中不再有感应电流，金属杆匀减速运动到t3=20s时停止，下面说法正确的是
A. 拉力F=0. 08N
B. t1～t2时间内磁感应强度为0.2T
C. 回路磁通量的最大值为4Wb
D. t2～t3时间内穿过闭合回路的磁通量随时间均匀减小
【答案】C
【解析】
A. 由题意可知，15s末撤去拉力，没有感应电流，杆不受安培力作用，杆所受的合外力为滑动摩擦力，20s停止运动
根据v=v0+a2t，a2=0.8m/s2，
由牛顿第二定律得：μmg=ma2=0.16N
在0-10s内，金属杆做匀加速直线运动，杆没有进入磁场，
由v1=a1t1，a1=0.4m/s2
由牛顿第二定律得：F-μmg=ma1，
代入数据得：F=0.24N，故A错误；
B. t1～t2时间内金属棒以4m/s在匀强磁场中做匀速直线运动，
F=μmg+BIL
E=BLv1
I=E/R
代入数据联立解得：B=0.4T，故B错误；
CD. 在t2=15s时刻以后，金属杆中不再有感应电流，说明穿过回路的磁通量不变，t2时刻磁通量最大，
在10-15s内，金属棒的位移为x=v1（t2-t1）=20m
磁通量φm=BLx1=0.4×0.5×20Wb=4Wb，故C正确，D错误；
故选：C
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