问题 选择题

如图所示,两光滑平行导电导轨水平放置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场与导轨所在平面垂直.已知金属棒ab能沿导轨自由移动,且导轨一端跨接一个定值电阻R,金属棒与导轨电阻均不计.现将金属棒沿导轨以初速度v0开始向右拉动,若保持拉力恒定不变,经过时间t1后金属棒速度变为v,加速度为a1,最终以速度2v做匀速运动.若再使金属棒仍以初速度v0开始,保持拉力的功率不变,经过时间t2后金属棒速度变为v,加速度为a2,最终以速度2v做匀速运动.则

A.t2<t1

B.t2=t1

C.a2=2a1

D.a2=3a1

答案

AD

由于两种情况下,最后都是匀速运动故有:   ①

当拉力恒定时: ②     由①②解得: .

若保持拉力的功率恒定,设速度为V时,拉力为F1,则有:P=F2V=F1V,所以:

,解得: ,所以有a2=3a1

当拉力的功率恒定时,随着速度增大,拉力逐渐减小,最后匀速运动时拉力最小,且最小值和第一种情况下拉力相等,因此最后都达到速度2V时,t1>t2

点评:本题可以和机车启动的两种方式进行类比解答,只不过机车启动时阻力不变,而该题中阻力为安培力,是不断变化的.

单项选择题
单项选择题