Question

【題目】如圖所示，足夠長的平行光滑導軌固定在水平面上，導軌間距為L=1m，其右端連接有定值電阻R=2Ω，整個裝置處于垂直導軌平面磁感應強度B=1T的勻強磁場中．一質量m=2kg的金屬棒在恒定的水平拉力F=10N的作用下，在導軌上由靜止開始向左運動，運動中金屬棒始終與導軌垂直．導軌及金屬棒的電阻不計，下列說法正確的是（ ）

A．產生的感應電流方向在金屬棒中由a指向b

B．金屬棒向左做先加速后減速運動直到靜止

C．金屬棒的最大加速度為5m/s2

D．水平拉力的最大功率為200W

Answer 1

【答案】ACD

【解析】

試題分析：由右手定則判斷感應電流的方向．金屬棒在拉力和安培力作用下運動，通過分析安培力的變化，判斷加速度的變化，即可確定最大加速度．當拉力等于安培力時，速度達到最大，結合切割產生的感應電動勢公式、閉合電路歐姆定律以及安培力大小公式求出最大速度的大小．由P=Fv求解拉力的最大功率．

解：A、金屬棒向左運動切割磁感線，根據右手定則判斷得知產生的感應電流方向由a→b，故A正確．

B、金屬棒所受的安培力先小于拉力，棒做加速運動，后等于拉力做勻速直線運動，速度達到最大，故B錯誤．

C、根據牛頓第二定律得：F﹣=ma，可知，棒的速度v增大，加速度a減小，所以棒剛開始運動時加速度最大，最大加速度為：am===5m/s2．故C正確．

D、設棒的最大速度為vm，此時a=0，則有：F=，得：vm==m/s=20m/s

所以水平拉力的最大功率為：Pm=Fvm=10×20W=200W，故D正確．

故選：ACD．