Question

20．如圖所示，豎直平面內(nèi)有平行放置的光滑導軌，導軌間距為L，電阻不計，導軌間有水平方向的勻強磁場，磁感應強度大小為B=2T，方向如圖所示．有兩根質(zhì)量均為m=0.1kg、長度均為L=0.2m、電阻均為R=0.4Ω的導體棒ab和cd與導軌接觸良好，當用豎直向上的力F使ab棒向上做勻速運動時，cd棒剛好能靜止不動，則下列說法正確的是（g取10m/s²）（　�。�

• A． ab棒的運動速度是5m/s
• B． 力F的大小為1N
• C． 在1s內(nèi)，力F做的功為5 J
• D． 在1s內(nèi)，cd棒產(chǎn)生的電熱為2.5J

Answer 1

分析 要使cd始終保持靜止不動，cd棒受到的安培力與重力平衡，即可求解；再根據(jù)法拉第電磁感應定律和歐姆定律，結合功表達式與焦耳定律即可求解．

解答 解：A、cd靜止不動，cd棒受到的安培力等于它的重力，
B$\frac{BLv}{R}$L=mg，
解得：
v=$\frac{mg•2R}{{B}^{2}{L}^{2}}$=$\frac{0.1×10×2×0.4}{{2}^{2}×0．{2}^{2}}$=5m/s，故A正確．
B、導體棒ab，使之勻速上升，棒ab受到向下的重力G和向下的安培力F，
則ab棒受到的拉力F_拉=F+G=2mg=2N，故B錯誤．
C、在1s內(nèi)拉力做的功，W=F_拉vt=2×5×1J=10 J，故C錯誤．
D、在1s內(nèi)，電路消耗的電能Q=$\frac{{E}^{2}}{2R}$t=5 J，則cd棒產(chǎn)生的電熱為2.5J，故D正確．
故選：AD．

點評 本題是電磁感應現(xiàn)象中的力平衡問題，關鍵是對安培力和電路的分析和計算．