题目内容

【题目】如图所示,两相距l的平行金属导轨与水平面间的夹角为θ,与阻值为R的定值电阻相连,导轨电阻不计,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度为B。有一质量为m的导体棒垂直于轨道且与两轨道接触良好,从ab位置获得平行于斜面的、大小为v的初速度向上运动,最远到达ab的位置。上滑的整个过程中流过电阻R的电荷量为q,导体棒接入电路的电阻也为R,与导轨之间的动摩擦因数为μ。则

A. 上滑过程中导体棒受到的最大安培力为

B. 上滑过程中导体棒克服安培力做的功为

C. 上滑过程中电流做功产生的热量为

D. 导体棒上滑过程中损失的机械能为

【答案】AD

【解析】根据E=BLv可知,速度最大时感应电动势最大,电流和安培力也最大,所以初始时刻的安培力最大,根据F=BIL、I可得:F=,A正确;根据动能定理可得-W-Wf-WG=0-mv2,所以上滑过程中导体棒克服安培力做的功为W=mv2-Wf-WGmv2,B错误;设上滑过程中的位移为x,根据电荷量的经验公式可得:,解得:x=
克服摩擦力和重力做的总功为:W=(μmgcosθ+mgsinθ)x=(μmgcosθ+mgsinθ) ,根据能量守恒定律可得产生的焦耳热为Q=mv2mgcosθ+mgsinθ) ,C错误;设初位置为零势能面,开始的机械能为mv2,末状态的机械能为mgsinθxsinθ,所以导体棒上滑过程中损失的机械能为mv2sinθ,D正确.故选AD.

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