Question

【題目】如圖所示，導(dǎo)體框位于豎直平面內(nèi)，勻強(qiáng)磁場垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.0T，水平導(dǎo)體棒MN可沿兩側(cè)足夠長的光滑導(dǎo)軌下滑而不分離，導(dǎo)體棒MN質(zhì)量m=0.1kg，接入電路的電阻r=1.0Ω；導(dǎo)軌寬度L=1.0m，定值電阻R=3.0Ω，裝置的其余部分電阻可忽略不計(jì)。將導(dǎo)體棒MN無初速度釋放，導(dǎo)體棒下滑h=2.0m高度時(shí)速度達(dá)到最大，重力加速度g=10m/s2。則導(dǎo)體棒

A. 下滑的最大速度為4m/s

B. 從釋放到下滑h高度所經(jīng)歷時(shí)間為2.1s

C. 從釋放到下滑h高度過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量為1.95J

D. 從釋放到下滑h高度過程中，通過電阻R的電荷量為1C

Answer 1

【答案】BD

【解析】

分析可知，導(dǎo)體棒無初速度釋放，導(dǎo)體棒做加速度逐漸較小的加速度運(yùn)動(dòng)，當(dāng)重力和安培力相等時(shí)，加速度為零，速度最大。全電路電阻上產(chǎn)生的焦耳熱，數(shù)值上等于克服安培力做的功，根據(jù)串聯(lián)電路中熱量與電阻的分配關(guān)系，可得；根據(jù)感應(yīng)電流的平均值，可推導(dǎo)出電荷量公式，可計(jì)算通過電阻R的電荷量。

A、導(dǎo)體棒速度最大時(shí)，安培力等于重力，即：，其中，聯(lián)立得：，，代入數(shù)據(jù)得：，A錯(cuò)誤；

C、由動(dòng)能定理可知：，解得：，所以全電路電阻上的焦耳熱，所以電阻R上消耗的熱量，C錯(cuò)誤

D、導(dǎo)體下落h的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電量，D正確。

B、導(dǎo)體棒下落h=2m的過程中，設(shè)經(jīng)歷時(shí)間為t，根據(jù)動(dòng)量定理得：，即，代入數(shù)據(jù)解得：，B正確。

故選BD。