题目内容
【题目】如图甲所示,电阻不计且间距为L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端连接阻值为R=1Ω的电阻,虚线OO′下方有垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量为m=0.3kg、电阻Rab=1Ω的金属杆ab从OO′上方某处以一定初速释放,下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平.在金属杆ab下落0.3m的过程中,其加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.已知ab进入磁场时的速度v0=3.0m/s,取g=10m/s2.则下列说法正确的是( )
A. 进入磁场后,金属杆ab中电流的方向由b到a
B. 匀强磁场的磁感应强度为1.0T
C. 金属杆ab下落0.3m的过程中,通过R的电荷量0.24C
D. 金属杆ab下落0.3m的过程中,R上产生的热量为0.45J
【答案】C
【解析】A、进入磁场后棒切割磁感线产生动生电动势,根据右手定则判断可知金属杆ab中电流的方向由a到b,故A错误。B、由乙图知,刚进入磁场时,金属杆的加速度大小a0=10m/s2,方向竖直向上,由牛顿第二定律得:,设杆刚进入磁场时的速度为v0,则有
,联立得
,代入数据解得
,故B错误。C、由图象可知金属杆在磁场外下落的高度为0.06m,则在磁场中下降的高度
,则通过R的电荷量
,故C正确。D、由图线可知,下落0.3m时做匀速运动,根据平衡有
,解得金属杆的速度
;根据能量守恒得
,而两电阻串联热量关系为
,联立解得
,故D错误。故选C。
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