Question

【題目】如圖所示，豎直固定的“”形光滑導(dǎo)軌寬為0.5m，矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ的高和間距均為0.1m，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為1T，其他區(qū)域無(wú)磁場(chǎng).質(zhì)量為0.1kg的水平金屬桿由靜止釋放，進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ時(shí)的速度相等.金屬桿在導(dǎo)軌間的電阻為，與導(dǎo)軌接觸良好，其他電阻不計(jì)，空氣阻力不計(jì)，重力加速度g=10m/s2，下列說(shuō)法正確的是

A.金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)加速度方向豎直向下

B.金屬桿穿過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ的時(shí)間大于在磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ之間的區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)間

C.金屬桿穿過(guò)兩磁場(chǎng)產(chǎn)生的總熱量為0.6J

D.金屬桿釋放時(shí)距磁場(chǎng)Ⅰ上邊界的高度一定大于0.2m

Answer 1

【答案】BD

【解析】

A．金屬桿在無(wú)場(chǎng)區(qū)做勻加速運(yùn)動(dòng)，而金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ時(shí)的速度相等，所以金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向方向豎直向上，故A錯(cuò)誤。

B．金屬桿在磁場(chǎng)Ⅰ運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨著速度減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流減小，受到的安培力減小，合力減小，加速度減小，所以金屬桿在磁場(chǎng)Ⅰ中做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，在兩個(gè)磁場(chǎng)之間做勻加速運(yùn)動(dòng)，由題知，金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ時(shí)的速度相等，所以金屬桿在磁場(chǎng)Ⅰ中運(yùn)動(dòng)的平均速度小于在兩磁場(chǎng)之間運(yùn)動(dòng)的平均速度，兩個(gè)過(guò)程位移相等，所以金屬桿穿過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ的時(shí)間大于在兩磁場(chǎng)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，故B正確。

C．金屬桿從剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ到剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ的過(guò)程，由能量守恒定律得：

2mgd=Q

金屬桿通過(guò)磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)產(chǎn)生的熱量與通過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)產(chǎn)生的熱量相同，所以總熱量為：

Q總=2Q=4mgd=0.4J．

故C錯(cuò)誤。

D．設(shè)金屬桿釋放時(shí)距磁場(chǎng)Ⅰ上邊界的高度為H時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)剛好勻速運(yùn)動(dòng)，則有：

又

聯(lián)立解得：

由于金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，所以高度h一定大于H，故D正確。

故選BD。