问题
选择题
如图所示,一光滑平行金属轨道平面与水平面成θ角。两轨道上端用一电阻R相连,该装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上。质量为m的金属杆ab,以初速度v0从轨道底端向上滑行,滑行到某以高度h后又返回到底端。若运动过程中,金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好,且轨道与金属杆的电阻均忽略不计,则( )
A.整个过程中金属杆所受合外力的冲量大小为2mv0
B.上滑到最高点的过程中克服安培力与重力所做功之和等于
C.上滑到最高点的过程中电阻R上产生的焦耳热等于
D.金属杆两次通过斜面上的同一位置时电阻R的热功率相同
答案
BC
合外力的冲量等于动量的变化量,所以整个过程中金属杆所受合外力的冲量大小为mv0,故A错误
根据动能定理可知,合外力所做的功等于动能的变化量,则上滑到最高点的过程中克服安培力与重力所做功之和等于,故B正确
上滑到最高点的过程中,动能转化为重力势能和焦耳热能,所以电阻R上产生的焦耳热等于,故C正确
金属杆在运动过程中,机械能逐渐减小,所以两次通过斜面上的同一位置时,速度大小不等,电阻R上的热功率,所以电阻R的热功率不同,故D错误
故选BC