Question

【题目】如图所示，在足够高的水平桌面上放置两条相距l、足够长的平行导轨ab、cd，阻值R=1.0Ω的电阻与导轨a、d端相连，质量m1=0.5 kg、长度l=1 m、电阻r=0.5Ω的金属杆垂直于导轨并可在导轨上滑动，与导轨间的动摩擦因数μ=0.2。整个装置处在匀强磁场中，磁场方向竖直向上、磁感应强度的大小B=1T。金属杆的中点系一不可伸长的绝缘轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一个质量m2=0.5 kg的物块相连，绳处于拉直状态，其他电阻不计。物块从静止开始释放，g取10 m/s2，则物块在下落过程中

A. 最终将做匀速直线运动

B. 最大加速度为10 m/s2

C. 最大速度为6 m/s

D. 电阻R上产生的热量等于导体棒克服安培力做的功

Answer 1

【答案】AC

【解析】

A、从静止开始释放物块，导体棒切割磁感线产生感应电流，由楞次定律可知棒受到向左的安培力，且安培力的大小随着速度增大而增大，杆的合力减小，加速度减小，所以金属棒做加速度逐渐减小的变加速直线运动，当加速度减小为0时，金属棒将做匀速直线运动，故A正确；

B、物体刚开始下落时加速度最大，根据牛顿第二定律得：对棒有，对物体有，联立解得物体下落的最大加速度为，故B错误；

C、物块和滑杆先做加速运动，后做匀速运动，此时速度最大，则有，解得物体下落的最大速度为，故C正确。

D、物体下落过程中，电阻R上和金属杆r产生的热量总和等于导体棒克服安培力做的功，故D错误；

故选AC。