Question

【题目】如图所示，足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，导轨间距为L=1m，其右端连接有定值电阻R=2Ω，整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度B=1T的匀强磁场中．一质量m=2kg的金属棒在恒定的水平拉力F=10N的作用下，在导轨上由静止开始向左运动，运动中金属棒始终与导轨垂直．导轨及金属棒的电阻不计，下列说法正确的是（ ）

A．产生的感应电流方向在金属棒中由a指向b

B．金属棒向左做先加速后减速运动直到静止

C．金属棒的最大加速度为5m/s2

D．水平拉力的最大功率为200W

Answer 1

【答案】ACD

【解析】

试题分析：由右手定则判断感应电流的方向．金属棒在拉力和安培力作用下运动，通过分析安培力的变化，判断加速度的变化，即可确定最大加速度．当拉力等于安培力时，速度达到最大，结合切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律以及安培力大小公式求出最大速度的大小．由P=Fv求解拉力的最大功率．

解：A、金属棒向左运动切割磁感线，根据右手定则判断得知产生的感应电流方向由a→b，故A正确．

B、金属棒所受的安培力先小于拉力，棒做加速运动，后等于拉力做匀速直线运动，速度达到最大，故B错误．

C、根据牛顿第二定律得：F﹣=ma，可知，棒的速度v增大，加速度a减小，所以棒刚开始运动时加速度最大，最大加速度为：am===5m/s2．故C正确．

D、设棒的最大速度为vm，此时a=0，则有：F=，得：vm==m/s=20m/s

所以水平拉力的最大功率为：Pm=Fvm=10×20W=200W，故D正确．

故选：ACD．