问题
选择题
如图所示,足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),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良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q时,棒的速度大小为υ,则金属棒ab在这一过程中( )
A.加速度大小为v2 2L
B.下滑位移大小为qR BL
C.产生的焦耳热为qBLυ
D.受到的最大安培力大小为B2L2υ Rsinθ
答案
A、金属棒ab开始做加速运动,速度增大,感应电动势增大,所以感应电流也增大,导致金属棒受到的安培力增大,所以加速度减小,即金属板做加速度逐渐减小的变加速运动,根据牛顿第二定律,有:
mgsinθ-BIL=ma;
其中I=
=E R
;BLv R
故a=gsinθ-
,故A错误;B2L2v mR
B、由电量计算公式q=
=n△Φ R+r
可得,下滑的位移大小为s=BLs R
,故B正确;qR BL
C、产生的焦耳热Q=I2Rt=qIR,而这里的电流I比棒的速度大小为v时的电流I′=
小,故这一过程产生的焦耳热小于qBLv.故C错误;BLv R
D、金属棒ab受到的最大安培力大小为F=BIL=B•
•L=BLv R
,故D错误.B2L2v R
故选:B.