Question

【題目】如圖甲所示，一光滑的平行金屬導(dǎo)軌ABCD豎直放置．AB、CD相距L，在A、C之間接一個阻值為R的電阻；在兩導(dǎo)軌間的abcd矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向外、高度為5h的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B．一質(zhì)量為m電阻為r長度也為L的導(dǎo)體棒放在磁場下邊界ab上（與ab邊重合）．現(xiàn)用一個豎直向上的力F拉導(dǎo)體棒，使它由靜止開始向上運動，導(dǎo)體棒剛要離開磁場時恰好做勻速直線運動，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終垂直且保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計，F隨導(dǎo)體棒與初始位置的距離x變化的情況如圖乙所示，下列判斷正確的是（　　）

A. 導(dǎo)體棒離開磁場時速度大小為

B. 離開磁場時導(dǎo)體棒兩端電壓為

C. 導(dǎo)體棒經(jīng)過磁場的過程中，通過電阻R的電荷量為

D. 導(dǎo)體棒經(jīng)過磁場的過程中，電阻R產(chǎn)生焦耳熱為-

Answer 1

【答案】BD

【解析】試題分析：根據(jù)安培力與速度的關(guān)系式和平衡條件結(jié)合求導(dǎo)體棒離開磁場時的速度大�。�根據(jù)求通過電阻R的電荷量．根據(jù)歐姆定律求離開磁場時導(dǎo)體棒兩端電壓．根據(jù)功能關(guān)系求出電阻R產(chǎn)生的焦耳熱．本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)知識的綜合應(yīng)用，對于這類問題一定要正確分析安培力的大小和方向，要掌握安培力經(jīng)驗公式，做選擇題時直接運用可節(jié)省時間．

設(shè)導(dǎo)體棒離開磁場時速度大小為v．此時導(dǎo)體棒受到的安培力大小為，由平衡條件得，由圖2知：，聯(lián)立解得，A錯誤；離開磁場時，由得，導(dǎo)體棒兩端電壓為，B正確；導(dǎo)體棒經(jīng)過磁場的過程中，通過電阻R的電荷量為，C錯誤；導(dǎo)體棒經(jīng)過磁場的過程中，設(shè)回路產(chǎn)生的總焦耳熱為Q．根據(jù)功能關(guān)系可得：，而拉力做功為：，電阻R產(chǎn)生焦耳熱為，聯(lián)立解得： ，D正確．