题目内容
【题目】如图(甲)所示,左侧接有定值电阻R=2Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,导轨间距为L=1m.一质量m=2kg,阻值r=2Ω的金属棒在拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动,金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.25,g=10m/s2.金属棒的速度-位移图象如图(乙)所示,则从起点发生s=1m位移的过程中( )
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A.拉力做的功W=9.25J
B.通过电阻R的感应电量q=0.125C
C.整个系统产生的总热量Q=5.25J
D.所用的时间t>1s
【答案】ACD
【解析】
试题分析:由速度图象得速度与位移的关系为:v=2x,切割产生的电动势为:
,电流为
,金属棒所受的安培力
,代入得:F=0.5x,则知F与x是一次函数关系.当x=0时,安培力F1=0;当x=1m时,安培力F2=0.5N,则从起点发生s=1m位移的过程中,安培力做功为
,根据动能定理得:
其中v=2m/s,μ=0.25,m=2kg,代入解得,拉力做的功W总=9.25J.故A正确.通过电阻R的感应电量由感应电量
,故B错误;根据能量守恒得:
,移项得:
,代入数据解得:Q=5.25J.故C正确.由图可知v-x图象的斜率
,a=kv=2v,则知速度增大,金属棒的加速度也随之增大,v-t图象的斜率增大,金属棒做加速增大的变加速运动,在相同时间内,达到相同速度时通过的位移小于匀加速运动的位移,平均速度小于匀加速运动的平均速度,即
.
,故D正确.所以ACD正确,B错误。
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