Question

如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌寬度為L=0.6m，與水平面間的傾角為θ=37^o，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，底端接有阻值為R=3Ω的定值電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場垂直向上穿過導(dǎo)軌平面。有一質(zhì)量為m=0.2kg，長也為L的導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒的電阻為R₀=1Ω，它與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.3�，F(xiàn)讓導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌底部以平行斜面的速度v₀=10m/s向上滑行，上滑的最大距離為s=4m。 （sin37^o=0.6，cos37^o=0.8，g=10m/s²），以下說法正確的是（    ）

A．把運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒視為電源，最大輸出功率6.75W

B．導(dǎo)體棒最后可以下滑到導(dǎo)軌底部，克服摩擦力做的總功為10.0J

C．當(dāng)導(dǎo)體棒向上滑d=2m時(shí)，速度為7.07m/s

D．導(dǎo)體棒上滑的整個(gè)過程中，在定值電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為2.46J

Answer 1

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試題分析：導(dǎo)體棒切割磁感線，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電流，輸出功率,速度最大時(shí)輸出功率最大即，選項(xiàng)A對(duì)。摩擦力，上滑和下滑過程摩擦力均做負(fù)功，所以克服摩擦力做的總功，選項(xiàng)B錯(cuò)。當(dāng)導(dǎo)體棒向上滑時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理有，即,定值電阻上面產(chǎn)生的熱量，選項(xiàng)D對(duì)。當(dāng)導(dǎo)體棒向上滑d=2m時(shí)，重力和摩擦力做功均為整個(gè)上滑過程的一半，但安培力做功由于速度逐漸變小，前半程做功大于整個(gè)上滑過程的一半，所以當(dāng)導(dǎo)體棒向上滑d=2m時(shí)動(dòng)能，可得，選項(xiàng)C錯(cuò)。導(dǎo)體棒最后下滑到底部時(shí)，由于摩擦力和安培力一直做負(fù)功，而重力不做功，所以摩擦力和安培力做的總功等于動(dòng)能變化量即，選項(xiàng)B錯(cuò)。