题目内容

2.如图所示,在倾角为θ的斜面上固定两条光滑导轨MN、PQ,电阻不计,导轨处于垂直于斜面向上的匀强磁场中.在导轨上放置一质量为m的金属棒ab,并对其施加一平行斜面向上的恒定作用力,使其加速向上运动.某时刻在导轨上再由静止放置一个与ab相同的金属棒cd、cd棒恰好能保持静止,且ab棒同时由加速运动变为匀速运动,则(  )
A.外力大小为mgsinθ
B.外力大小为2mgsinθ
C.放置cd棒前外力的功率保持不变
D.金属棒cd受到的安培力大小为2mgsinθ

分析 ab沿导轨向上做匀速直线运动时,cd保持静止状态,两棒都处于平衡状态,合力都为零,分析两棒的受力情况,根据平衡条件,分别对两棒列式,即可求解F的大小.分析放置cd棒ab棒的运动情况,由P=Fv分析外力功率的变化.

解答 解:ABD、由题意可知,两棒都处于平衡状态,两棒所受的合外力均为零,则根据平衡条件得:
对ab棒:F-Fab-mgsinθ=0…①
对cd棒:Fcd-mgsinθ=0…②
又:Fab=Fcd…③,
由①②③解得外力:F=2mgsinθ…④
金属棒cd受到的安培力大小 Fcd=mgsinθ…⑤,故AD错误,B正确.
C、放置cd棒前ab棒做加速度减小的加速运动,速度增大,由P=Fv知,外力的功率逐渐增大,故C错误.
故选:B

点评 本题是电磁感应中的力学问题,关键要明确两棒的运动情况,判断其受力情况,运用力平衡知识进行求解.

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