Question

【題目】如圖所示，U形光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成37°角傾斜放置，現(xiàn)將一金屬桿垂直放置在導(dǎo)軌上且與兩導(dǎo)軌接觸良好，在與金屬桿垂直且沿著導(dǎo)軌向上的外力F的作用下，金屬桿從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，外力F的最小值為8N，經(jīng)過(guò)2s金屬桿運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)軌最上端并離開(kāi)導(dǎo)軌。已知U形金屬導(dǎo)軌兩軌道之間的距離為1m，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)，金屬桿的質(zhì)量為1kg、電阻為1Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1T，重力加速度g＝10m/s2，sin＝0.6，cos＝0.8。下列說(shuō)法正確的是( )

A.拉力F是恒力

B.拉力F隨時(shí)間t均勻增加

C.拉力F的最大值等于12N

D.金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2m/s2

Answer 1

【答案】BCD

【解析】

AB．t時(shí)刻，金屬桿的速度大小為v＝at，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝Blv，電路中的感應(yīng)電流為I＝，金屬桿所受的安培力大小為

F安＝BIl＝

由牛頓第二定律可知

F＝ma＋mgsin＋

可見(jiàn)F隨時(shí)間t均勻增加，A錯(cuò)誤，B正確；

CD．t＝0時(shí)，F最小，數(shù)據(jù)代入

F＝ma＋mgsin＋

可求得

a＝2m/s2

同理t＝2s時(shí)，F最大，最大值為12N，故CD正確。

故選BCD。