题目内容

如图所示,足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q时,棒的速度大小为υ,则金属棒ab在这一过程中(  )
A.加速度大小为
v2
2L
B.下滑位移大小为
qR
BL
C.产生的焦耳热为qBLυ
D.受到的最大安培力大小为
B2L2υ
R
sinθ

A、金属棒ab开始做加速运动,速度增大,感应电动势增大,所以感应电流也增大,导致金属棒受到的安培力增大,所以加速度减小,即金属板做加速度逐渐减小的变加速运动,根据牛顿第二定律,有:
mgsinθ-BIL=ma;
其中I=
E
R
=
BLv
R

故a=gsinθ-
B2L2v
mR
,故A错误;
B、由电量计算公式q=
n△Φ
R+r
=
BLs
R
可得,下滑的位移大小为s=
qR
BL
,故B正确;
C、产生的焦耳热Q=I2Rt=qIR,而这里的电流I比棒的速度大小为v时的电流I′=
BLv
R
小,故这一过程产生的焦耳热小于qBLv.故C错误;
D、金属棒ab受到的最大安培力大小为F=BIL=B?
BLv
R
?
L=
B2L2v
R
,故D错误.
故选:B.
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