问题 选择题

如图所示,两光滑平行导轨放置在匀强磁场中,磁场与导轨所在的平面垂直,金属棒ab可沿导轨自由移动,导轨左端接一定值电阻R,金属棒和导轨的电阻不计.金属棒在平行于导轨的外力F作用下从静止开始沿导轨运动,若保持拉力恒定,经过时间tl后,速度为V,加速度为al,最终以2V做匀速运动;若保持拉力的功率恒定,经过时间t2后,速度变为V,加速度为a2,最终也以2V做匀速运动,则(  )

A.tl=t2

B.tl<t2

C.a2=3al

D.a2=4al

答案

由于两种情况下,最后都是匀速运动故有:F=BIL =

2B2L2V
R
   ①

当拉力恒定时:F-

B2L2V
R
=ma1   ②

由①②解得:a1=

B2L2V
Rm

若保持拉力的功率恒定,设速度为V时,拉力为F1,则有:P=F1V=F2•2V,所以:F1=

4B2L2
R

F1-

B2L2
R
=ma2

解得:a2=

3B2L2V
Rm
,所以有a2=3a1,故C正确,D错误;

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,故AB错误.

故选C.

选择题
单项选择题