题目内容
【题目】如图所示,足够长且电阻不计的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,间距为L=0.5m,—匀强磁场磁感应强度B=0.2T垂直穿过导轨平面,导轨的上端从M与P间连接阻值为R=0.40Ω的电阻,质量为m=0.01kg、电阻不计的金属棒ab垂直紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,经过一段时间金属棒达到稳定状态,这段时间内通过的电荷量为0.3C,则在这一过程中(g=10m/s2)( )
A. 安培力最大值为0.05N
B. 重力最大功率为0.1W
C. 这段时间内下降的高度1.2m
D. 电阻产生的焦耳热为0.04J
【答案】CD
【解析】棒向下运动的过程中,受重力和安培力,根据牛顿第二定律: ,可知速度增大,安培力增大,加速度减小,做加速度减小的加速运动,当加速度为零时,速度最大,安培力最大,有:F安=mg=0.1N,所以安培力的最大值为0.1N,故A错误;棒向下运动的过程中,受重力和安培力,根根据牛顿第二定律: ,当加速度为零时,速度最大,代入数据解得最大速度为: ,则重力的最大功率P=mgvm=0.1×4W=0.4W,故B错误;根据通过电量的表达式: ,代入数据可得这段时间内下降的高度为: ,故C正确;棒在下落过程中根据能量守恒得: ,联立以上并代入数据解得电阻产生的焦耳热为: ,故D正确。所以CD正确,AB错误。
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