Question

兩根相距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面。質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v₁沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿也正好以速度v₂向下勻速運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g。以下說法正確的是（   ）

A．a(chǎn)b桿所受拉力F的大小為

B．cd桿所受摩擦力為零

C．回路中的電流強(qiáng)度為

D．μ與v1大小的關(guān)系為

Answer 1

D

解析試題解析：ab邊向右運(yùn)動(dòng)時(shí)做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，它在水平方向上共受三個(gè)力的作用，拉力F，摩擦力f與安培力F_安；cd邊不切割磁感線，它在豎直方向上受重力和摩擦力的作用；故電動(dòng)勢(shì)的大小為E=BLv₁，電路中電流的大小I=，ab邊受到的安培力的大小為F_安=BIL=，方向水平向左，ab邊受到的摩擦力f=mgμ，故拉力F=f+F_安= mgμ+，故A是不對(duì)的；
由于cd向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受平衡力，即重力等于摩擦力，故B也不對(duì)；
由于回路中的電流強(qiáng)度為I=，故C也不對(duì)；
對(duì)于cd而言，其受到的安培力大小與ab邊相等，方向水平向右，該安培力對(duì)導(dǎo)軌形成一定的壓力，故cd受到向上的摩擦力，且存在mg=f′=μ，解之得，故D是正確的。
考點(diǎn)：電磁感應(yīng)，安培力，物體受力平衡，摩擦力的計(jì)算等。