Question

【題目】如圖所示，固定在傾角為θ=30°的斜面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直光滑金屬導(dǎo)軌的間距為d=1 m，其底端接有阻值為R=2Ω的電阻，整個(gè)裝置處在垂直斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．一質(zhì)量為m=1 kg（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸．現(xiàn)桿在沿斜面向上、垂直于桿的恒力F=10N作用下從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)距離L=6m時(shí)，速度恰好達(dá)到最大（運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）．設(shè)桿接人電路的電阻為r=2Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g = 10m/s2.則此過(guò)程（ ）

A. 桿的速度最大值為5m／s

B. 流過(guò)電阻R的電量為3C

C. 在這一過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為8.75 J

D. 流過(guò)電阻R電流方向?yàn)橛?/span>c到d

Answer 1

【答案】ABC

【解析】由題意知當(dāng)桿的速度達(dá)到最大時(shí)，桿所受全力為零，以桿為研究對(duì)象受力分析有：

根據(jù)平衡可知：F＝mgsin30°+F安＝mgsin30°+B()l，代入數(shù)據(jù)可解得vm=5m/s，故A正確；在桿運(yùn)動(dòng)L=6m的過(guò)程中，通過(guò)電阻R電荷量，故B正確；在整個(gè)過(guò)程中根據(jù)功能關(guān)系，可知F做的功等于桿機(jī)械能的增加和回路中產(chǎn)生的焦耳熱之和即：FL=mgLsinθ+mvm2+Q，由此可得回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q=FLmgLsinθmvm2=10×61×10×6××1×52J＝17.5J，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為QR=Q=8.75 J，故C正確；根據(jù)楞次定律可知，桿向上運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)回路的磁通量向上增加，故感應(yīng)電流的磁通量向下，根據(jù)右手螺旋定則可知，通過(guò)電阻的電流方向從d到c．選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選ABC．