题目内容
【题目】如图（甲）所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为1.0m，左端连接阻值R=4.0Ω的电阻，匀强磁场磁感应强度B=0.5T、方向垂直导轨所在平面向下。质量m=0.2kg、长度l=1.0m、电阻r=1.0Ω的金属杆置于导轨上，向右运动并与导轨始终保持垂直且接触良好，t=0时对杆施加一平行于导轨方向的外力F，杆运动的v－t图像如图（乙）所示，其余电阻不计、则（ ）
A.t=0时刻，外力F水平向右，大小为0.7N
B.3s内，流过R的电荷量为3.6C
C.从t=0开始，金属杆运动距离为5m时电阻R两端的电压为1.6V
D.在0~3.0s内，外力F大小随时间t变化的关系式是F=0.1+0.1t（N）
【答案】CD
【解析】
A．根据v－t图象可以知道金属杆做匀减速直线运动，加速度为
当t=0时刻，设向右为正方向，根据牛顿第二定律有
根据闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律有
联立以上各式代入数据可得
，负号表示方向水平向左，故A错误；
B．根据
联立可得
又因为v－t图象与坐标轴围成的面积表示通过的位移，所以有
故代入数据可解得
q=0.9C
故B错误；
C．设杆运动了5m时速度为v1，则有
此时金属杆产生的感应电动势
回路中产生的电流
电阻R两端的电压
联立以上几式结合A选项分析可得
，故C正确；
D．由A选项分析可知t=0时刻外力F的方向与v0反向，由牛顿第二定律有
设在t时刻金属杆的速度为v，杆的电动势为E，回路电流为I，则有
联立以上几式可得
N
负号表示方向水平向左，即大小关系为
N
故D正确。
故选CD。
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