题目内容
【题目】如图所示,长均为d的CD、EF两条金属导轨水平平行放置,导轨间距为L。导轨的D、F间接有一电阻R,左端C、E分别与弯曲的光滑轨道平滑连接。矩形CDFE区域内存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。将一电阻为R、质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放,导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知水平金属导轨电阻不计,与导体棒间的动摩擦因数为μ,导体棒与水平导轨始终垂直且接触良好,重力加速度为g,不计电磁辐射。在导体棒的整个运动过程中,下列说法中正确的是
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A. 流过电阻R的电荷量为![]()
B. 电阻R的最大电流为![]()
C. 电阻R中产生的焦耳热为![]()
D. 导体棒在磁场中运动的最大加速为![]()
【答案】BC
【解析】流过电阻R的电荷量
,故A错误;金属棒下滑过程中,由机械能守恒定律得:
,解得:金属棒到达水平面时的速度
,金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动,则导体棒刚到达水平面时的速度最大,所以最大感应电动势为
,最大的感应电流为
,最大加速度为
,故B正确,D错误;金属棒在整个运动过程中,由动能定理得:
,则克服安培力做功:
,所以整个电路中产生的焦耳热为
,电阻与导体棒电阻相等,通过它们的电流相等,则金属棒产生的焦耳热
,故C正确;故选BC。
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