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如图所示,电阻不计的竖直光滑金属轨道PMNQ,其PMN部分是半径为r的1/4圆弧,NQ部分水平且足够长,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于PMNQ平面指向纸里.一粗细均匀的金属杆质量为m,电阻为R,长为r,从图示位置由静止释放,若当地的重力加速度为g,金属杆与轨道始终保持良好接触,则(     )

A.杆下滑过程机械能守恒

B.杆最终可能沿NQ匀速运动

C.杆从释放到滑至水平轨道过程产生的电能大于mgR/2

D.杆从释放到滑至水平轨道过程中,通过杆的电荷量等于

 

【答案】

BD

【解析】

试题分析:A、杆在下滑过程中,杆与金属导轨组成闭合回路,磁通量在改变,会产生感应电流,杆将受到安培力作用,则杆的机械能不守恒.故A错误.B、杆最终沿水平面时,不产生感应电流,不受安培力作用而做匀速运动.故B正确.C、杆从释放到滑至水平轨道过程,重力势能减小mgR,产生的电能和棒的动能,由能量守恒定律得知:杆上产生的电能小于mgR.故C错误.D、杆与金属导轨组成闭合回路磁通量的变化量为△Φ=B(πr2r2),根据推论q=,得到通过杆的电量为q=.故D正确.

考点:本题考查功能关系、能量守恒定律。

 

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如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置.MO间接有阻值为R的电阻.导轨相距为d,有竖直向下的匀强磁场,磁感强度为B.质量为m,长为L的导体棒CD的电阻为r,垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于MN的恒力F向右拉动CD棒.CD棒受恒定的摩擦阻力f.已知F>f,L>d,求:
(1)CD棒运动的最大速度是多少?
(2)当CD棒达到最大速度后,电阻R消耗的电功率是多少?
(3)若在CD棒达到最大速度后的某一时刻撤去恒力F,当CD棒滑行S过程中流过电阻R的电量是多少?

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(1)试判断通过电阻R的电流方向;
(2)求磁场磁感应强度B的大小;
(3)求此过程中电阻R上所产生的热量.

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