Question

【題目】如圖所示，光滑的金屬軌道分為水平段和圓弧段兩部分，O點為圓弧的圓心，N為軌道交點．兩軌道之間寬度為0.5 m，勻強磁場方向豎直向上，大小為0.5 T．質量為0.05 kg的金屬細桿置于軌道上的M點．當在金屬細桿內通以電流強度為2 A的恒定電流時，其可以沿軌道由靜止開始向右運動．已知MN＝OP＝1.0 m，金屬桿始終垂直軌道，OP沿水平方向，則(　　)

A. 金屬細桿在水平段運動的加速度大小為5 m/s2

B. 金屬細桿運動至P點時的向心加速度大小為10 m/s2

C. 金屬細桿運動至P點時的速度大小為0

D. 金屬細桿運動至P點時對每條軌道的作用力大小為0.75 N

Answer 1

【答案】D

【解析】根據牛頓第二定律得：金屬細桿開始運動時的加速度大小為，故A錯誤；設金屬細桿運動到P點時的速度大小為v，從M到P過程，由動能定理得：，代入數據解得：，故C錯誤；金屬細桿運動到P點時的向心加速度大小為，故B錯誤；在P點，設每一條軌道對細桿的作用力大小為N，由牛頓第二定律得：2N－BIL＝ma，代入數據解得：N=0.75 N，由牛頓第三定律得細桿在P點對每一條軌道的作用力大小為N′＝N＝0.75 N，故D正確。所以D正確，ABC錯誤。