Question

【题目】如图所示，CDE和MNP为两根足够长且弯折的平行金属导轨，CD、MN部分与水平面平行，DE和NP与水平面成30°，间距L = 1 m，CDNM面上有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小B1 = 1 T，DEPN面上有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B2 = 2 T。两根完全相同的导体棒a、b，质量均为m = 0.1 kg，导体棒b与导轨CD、MN间的动摩擦因数均为μ = 0.2，导体棒a与导轨DE、NP之间无摩擦。导体棒a、b的电阻均为R = 1 Ω。开始时，b棒静止在导轨上，现在由静止释放a棒，运动过程中a、b棒始终不脱离导轨，除导体棒外其余电阻不计，滑动摩擦力和最大静摩擦力大小相等，g取10 m/s2，则（　　）

A.b棒开始向右滑动时a棒的速度v = 0.2 m/s

B.若经过1 s，b棒开始滑动，则此过程中，a棒发生的位移为0.24 m

C.若将CDNM面上的磁场竖直向上，大小不变，b棒始终在水平导轨上，经过足够长的时间，a棒做匀速运动

D.若将CDNM面上的磁场竖直向上，大小不变，b棒始终在水平导轨上，经过足够长的时间，b棒做匀加速运动

Answer 1

【答案】BD

【解析】

A．开始时，a棒向下运动，根据右手定则可知电流方向俯视为顺时针，对b棒根据左手定则可知b棒受到向左的安培力，所以b棒开始向左运动，当b棒开始滑动时，b棒受到的安培力应满足

再由公式

，，

综上各式解得

因为b棒开始向左运动，而非向右运动，故A错误；

B．对a棒由动量定理得

其中

联立解得

故B正确；

CD．设a棒的加速度为a1，b棒的加速度为a2，则有

且

当稳定后，电流保持不变，则

可得

，

即a、b棒都做匀加速运动，故C错误，D正确。

故选BD。