题目内容
如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1 m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值R=2 Ω的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量m=0.2 kg、电阻r=1 Ω的金属棒ab放在两导轨上.棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数μ=0.25(设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小).当金属棒由静止下滑60 m时速度达到稳定,电阻R消耗的功率为8 W,金属棒中的电流方向由a到b,则下列说法正确的是(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)( )
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140825/201408250036142672888.jpg)
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A.金属棒沿导轨由静止开始下滑时,加速度a的大小为 4 m/s2 |
B.金属棒达到稳定时速度v的大小为10 m/s |
C.磁场方向垂直导轨平面向上,磁感应强度B的大小为 0.4 T |
D.金属棒由静止到稳定过程中,电阻R上产生的热量为 25.5 J |
AC
开始下滑时不受安培力,由牛顿第二定律得a=gsin θ-μgcos θ=4 m/s2,选项A正确.速度达到稳定时合力为零:
+μmgcos θ=mgsin θ,得
=0.8 N,由已知
·
=8 W,得v=15 m/s,选项B错误.根据左手定则可得,磁场方向垂直于导轨平面向上,由
=0.8 N,将v=15 m/s代入得B=0.4 T,选项C正确.根据能量守恒,产生的总焦耳热量为Q=mgxsin θ-
mv2-μmgxcos θ=25.5 J,R上产生的热量为QR=
Q=17 J,选项D错误.
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