问题
选择题
如图所示,两条电阻不计的平行导轨与水平面成θ角,导轨的一端连接定值电阻R1,匀强磁场垂直穿过导轨平面.一根质量为m、电阻为R2的导体棒ab,垂直导轨放置,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,且R2=2R1.如果导体棒以速度v匀速下滑,导体棒此时受到的安培力大小为F,则以下判断正确的是
A.电阻R1消耗的电功率为
B.整个装置消耗的机械功率为Fv
C.整个装置因摩擦而消耗的功率为μmgvcos θ
D.若使导体棒以v的速度匀速上滑,则必须施加沿导轨向上的外力F外=2F
答案
AC
题目分析:导体棒以速度v匀速下滑时,由E=BLv、、F=BIL
联立可得安培力 …①
电阻R1消耗的热功率为…②
又R2=2R1 …③
联立①②③解得,故A正确.根据平衡条件可知:对导体棒:mgsinθ=F+f…④
则mgsinθ>F,整个装置消耗的机械功率为mgsinv>Fv.故B错误.整个装置因摩擦而消耗的热功率为Pf=fv=μmgνcosθ.故C正确.若使导体棒以 v 的速度匀速上滑,安培力大小不变,方向沿斜面向下,根据平衡条件得:F外="mgsinθ+f+F" ⑤;由④⑤得 F外=2(f+F).故D错误.
故选AC