题目内容
【题目】如图所示，宽为L的平行金属导轨MN和PQ由光滑的圆弧部分和足够长的粗糙水平部分平滑连接，右端接入阻值为R的定值电阻，水平轨道的左边部分宽为d的矩形区域内有竖直向上、大小为B的匀强磁场。在圆弧部分的同一高度h处由静止释放一根金属棒，金属棒到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒质量为m，电阻也为R，与水平导轨间的动摩擦因数为
，与导轨始终垂直接触良好。导轨电阻不计，重力加速度为g。则在整个运动过程中
A. 金属棒在磁场中做匀减速直线运动
B. 金属棒两端的最大电压为
C. 金属棒受到的安培力所做的功为
D. 右端的电阻产生的焦耳热为
【答案】BD
【解析】
金属棒在磁场中运动时，竖直方向上重力和支持力平衡，水平方向上受到向左的滑动摩擦力和安培力，随着速度的减小，金属棒产生的感应电动势减小，感应电流减小，所受的安培力减小，合力减小，则由牛顿第二定律可知金属棒的加速度减小，所以金属棒在磁场中做加速度减小的减速运动，A错误；金属棒下滑过程中，机械能守恒，则有：
，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
，而金属棒两端的最大电压为路端电压，则有：
，B正确；金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：
，则安培力做的功：
，C错误；克服安培力做功转化为焦耳热，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：
，D正确。
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第1卷单元月考期中期末系列答案
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