Question

【题目】光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L=20cm的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m=60g，电阻R=1Ω、长为L的导体棒ab，用长也为L的绝缘细线悬挂，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与垂直方向成θ=53°角，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，导轨电阻不计，sin53°=0.8，g=10m/s2，则（ ）

A．磁场方向一定竖直向下

B．电源电动势E=3.0V

C．导体棒在摆动过程中所受安培力F=3N

D．导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048J

Answer 1

【答案】AB

【解析】

试题分析：棒在安培力的作用，获得动能，根据左手定则分析磁场的方向．根据动能定理和安培力公式、欧姆定律结合求电源的电动势，并求出安培力F的大小．由能量守恒求解电源提供的电能．

解：A、当开关S闭合时，导体棒向右摆动，说明其所受安培力水平向右，由左手定则可知，磁场方向竖直向下，故A正确；

BC、设电路中电流为I，电源的电动势为E，则

根据动能定理得：mgL（1﹣cos53°）=FLsin53°，解得安培力 F=0.3N

由F=BIL=BL，得 E=3V，故B正确，C错误．

D、导体棒在摆动过程中电源提供的电能为 E=mgL（1﹣cos53°）=0.06×10×0.2×0.4J=0.048J，但是还有焦耳热，故D错误．

故选：AB．