Question

【题目】如图，有上下放置的两个宽度均为L=0.5m的水平金属导轨，左端连接阻值均为2Ω的电阻r1、r2，右端与竖直放置的两个相同的半圆形金属轨道连接在一起，半圆形轨道半径为R=0.1 m。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T。初始时金属棒放置在上面的水平导轨上，金属棒的长刚好为L，质量m=2kg，电阻不计。某时刻金属棒获得了水平向右的速度v0=2m/s，之后恰好水平抛出。已知金属棒与导轨接触良好，重力加速度g=10m/s2，不计所有摩擦和导轨的电阻，则下列正确的是

A.金属棒抛出时的速率为1m/s

B.整个过程中，流过电阻r1的电荷量为1C

C.整个过程中，电阻r2上产生的焦耳热为1.5J

D.最初金属棒距离水平导轨右端4m

Answer 1

【答案】ABC

【解析】

A．金属棒从半圆形金属轨道的顶点恰好水平抛出，则有：，解得：

＝1m/s

故A正确。
BD．对导体棒在水平导轨上运动应用动量定理得：，化简得：，解得回路中产生的电荷量为：

q=2C

电路的总电阻为：，根据电磁感应电荷量公式有：，解得导体棒向右移动的距离为：

x=2m

流过r1的电荷量。故B正确，D错误。
C．根据能量守恒得，回路中产生的总热量：，解得：

Q=3J

电阻r2上产生的热量：

故C正确。