题目内容

【题目】如图所示,间距为l的光滑平行金属导轨平面与水平面之间的夹角=30°,导轨电阻不计。正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于导轨平面向上。甲、乙两金属杆电阻相同、质量均为m,垂直于导轨放置。起初甲金属杆位于磁场上边界ab处,乙位于甲的上方,与甲间距也为l。现将两金属杆同时由静止释放,从此刻起,对甲金属杆施加沿导轨的拉力,使其始终以大小为a=的加速度向下匀加速运动。已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动,重力加速度为g,则下列说法正确的是

A. 每根金属杆的电阻

B. 甲金属杆在磁场区域运动过程中,拉力对杆做的功在数值上等于电路中产生的焦耳热

C. 乙金属杆在磁场区域运动过程中,安培力的功率是

D. 从乙金属杆进入磁场直至其离开磁场过程中,回路中通过的电量为

【答案】AB

【解析】乙金属杆进入磁场前的加速度为 a=gsin30°=g,可见其加速度与甲的加速度相同,甲、乙两棒均做匀加速运动,运动情况完全相同.所以当乙进入磁场时,甲刚出磁场.乙进入磁场时: ,由于乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动,受力平衡有: ,故 ,故A正确.甲金属杆在磁场区域运动过程中,根据动能定理得:WF-W+mglsinθ=mv2
对于乙棒,由动能定理得:mglsinθ=mv2;由两式对比可得:WF=W;即外力做功等于甲棒克服安培力做功,而甲棒克服安培力做功等于电路中产生的焦耳热,故拉力对杆做的功在数值上等于电路中产生的焦耳热.故B正确.乙金属杆在磁场区域中匀速运动,安培力的功率大小重力的功率,为P=mgsinθv=mg,故C错误.乙金属杆进入磁场直至出磁场过程中回路中通过的电量为 由上知:,联立得: ,故D错误.故选AB.

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