题目内容

【题目】如图所示,固定在同一水平面内的两平行长直金属导轨,间距为1m,其左端用导线接有两个阻值为4Ω的电阻,整个装置处在竖直向上、大小为2T的匀强磁场中。一质量为2kg的导体杆MN垂直于导轨放置,已知杆接入电路的电阻为2Ω,杆与导轨之间的动摩擦因数为0. 5。对杆施加水平向右、大小为20N的拉力,杆从静止开始沿导轨运动,杆与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计,重力加速度g=10m/s2。则

A. M点的电势高于N点

B. 杆运动的最大速度是10m/s

C. 杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等

D. 当杆达到最大速度时,MN两点间的电势差大小为20V

【答案】BC

【解析】

A、根据右手定则可知,MN产生的感应定律的方向为,则N相当于电源在正极,故M点的电势低于N点,故选项A错误;

B、当杆的合力为零时,其速度达到最大值,即:

由于

代入数据整理可以得到最大速度,故选项B正确;

C、由于杆上电阻与两电阻并联阻值相等,而且并联的电流与通过杆MN的电流始终相等,则根据焦耳定律可知,杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等,故选项C正确;

D、根据法拉第电磁感应定律可知,当速度最大时,其MN感应电动势为:

根据闭合电路欧姆定律可知,此时电路中总电流为:

则此时MN两点间的电势差大小为:,故D错误。

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