Question

【題目】如圖所示，固定在同一水平面內(nèi)的兩平行長直金屬導(dǎo)軌，間距為1m，其左端用導(dǎo)線接有兩個阻值為4Ω的電阻，整個裝置處在豎直向上、大小為2T的勻強(qiáng)磁場中。一質(zhì)量為2kg的導(dǎo)體桿MN垂直于導(dǎo)軌放置，已知桿接入電路的電阻為2Ω，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為0. 5。對桿施加水平向右、大小為20N的拉力，桿從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動，桿與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度g=10m/s2。則

A. M點(diǎn)的電勢高于N點(diǎn)

B. 桿運(yùn)動的最大速度是10m/s

C. 桿上產(chǎn)生的焦耳熱與兩電阻產(chǎn)生焦耳熱的和相等

D. 當(dāng)桿達(dá)到最大速度時，MN兩點(diǎn)間的電勢差大小為20V

Answer 1

【答案】BC

【解析】

A、根據(jù)右手定則可知，MN產(chǎn)生的感應(yīng)定律的方向?yàn)?/span>，則N相當(dāng)于電源在正極，故M點(diǎn)的電勢低于N點(diǎn)，故選項(xiàng)A錯誤；

B、當(dāng)桿的合力為零時，其速度達(dá)到最大值，即：

由于

代入數(shù)據(jù)整理可以得到最大速度，故選項(xiàng)B正確；

C、由于桿上電阻與兩電阻并聯(lián)阻值相等，而且并聯(lián)的電流與通過桿MN的電流始終相等，則根據(jù)焦耳定律可知，桿上產(chǎn)生的焦耳熱與兩電阻產(chǎn)生焦耳熱的和相等，故選項(xiàng)C正確；

D、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)速度最大時，其MN感應(yīng)電動勢為：

根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，此時電路中總電流為：

則此時MN兩點(diǎn)間的電勢差大小為：，故D錯誤。