Question

如图所示，平行金属导轨宽度为L=0.6m，与水平面间的倾角为θ=37^o，导轨电阻不计，底端接有阻值为R=3Ω的定值电阻，磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直向上穿过导轨平面。有一质量为m=0.2kg，长也为L的导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻为R₀=1Ω，它与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.3。现让导体棒从导轨底部以平行斜面的速度v₀=10m/s向上滑行，上滑的最大距离为s=4m。 （sin37^o=0.6，cos37^o=0.8，g=10m/s²），以下说法正确的是（    ）

A．把运动导体棒视为电源，最大输出功率6.75W

B．导体棒最后可以下滑到导轨底部，克服摩擦力做的总功为10.0J

C．当导体棒向上滑d=2m时，速度为7.07m/s

D．导体棒上滑的整个过程中，在定值电阻R上产生的焦耳热为2.46J

Answer 1

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试题分析：导体棒切割磁感线，感应电动势，感应电流，输出功率,速度最大时输出功率最大即，选项A对。摩擦力，上滑和下滑过程摩擦力均做负功，所以克服摩擦力做的总功，选项B错。当导体棒向上滑时，根据动能定理有，即,定值电阻上面产生的热量，选项D对。当导体棒向上滑d=2m时，重力和摩擦力做功均为整个上滑过程的一半，但安培力做功由于速度逐渐变小，前半程做功大于整个上滑过程的一半，所以当导体棒向上滑d=2m时动能，可得，选项C错。导体棒最后下滑到底部时，由于摩擦力和安培力一直做负功，而重力不做功，所以摩擦力和安培力做的总功等于动能变化量即，选项B错。