选择题6.0分
物理

18.如图所示,足够长的 U 型光滑金属导轨平面与水平面呈 θ 角,其中 MN 与 PQ 平行 且间距为 L,导轨平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。金属棒 ab 由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab 棒在 MN 与 PQ 之间部分的电阻为 R,当 ab 棒沿导轨下滑的距离为 x 时,棒的速度大小为 v。则在这一过程中

A

金属棒 ab 运动的加速度大小始终为

B

金属棒 ab 受到的最大安培力为

C

通过金属棒 ab 横截面的电荷量为

D

金属棒 ab 产生的焦耳热为

正确答案及相关解析

正确答案

C

解析

对金属棒进行受力分析,可知,金属棒下滑过程中,速度增大,安培力增大,合力减小,加速度减小,A错误;

当速度最大时,安培力等于重力,此时安培力最大,F,B错误;

通过ab横截面积的电荷量为:,C正确;

金属棒下滑过程中产生的热量等于克服安培力做功,安培力不是恒力,所以产生的热量不是线性变化的,D错误。

考查方向

牛顿运动定律、牛顿定律的应用电功率和焦耳定律安培力、安培力的方向法拉第电磁感应定律

解题思路

对金属棒进行受力分析,可知,金属棒下滑过程中,速度增大,安培力增大,合力减小,加速度减小;当速度最大时,安培力等于重力,此时安培力最大,F安=;通过ab横截面积的电荷量为:;金属棒下滑过程中产生的热量等于克服安培力做功,安培力不是恒力,所以产生的热量不是线性变化的。

易错点

B选项中v最大时,此时加速度a=0时,也就是合力为零时。即安培力等于重力。

知识点

牛顿第二定律 功能关系 通电直导线在磁场中受到的力 法拉第电磁感应定律