Question

【题目】光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L＝20 cm 的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m＝60 g、电阻R＝1 Ω、长为L的导体棒ab，用长也为L的绝缘细线悬挂，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T，当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ＝53°角，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，导轨电阻不计，sin 53°＝0.8，g＝10 m/s2则

A. 磁场方向一定竖直向上

B. 电源电动势E＝8.0 V

C. 导体棒在摆动过程中所受安培力F＝0.3 N

D. 导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J

Answer 1

【答案】C

【解析】A. 当开关S闭合时，导体棒向右摆动，说明其所受安培力水平向右，由左手定则可知，磁场方向竖直向下，故A错误；

BC、设电路中电流为I，电源的电动势为E，则根据动能定理得：mgL(1cos53)=FLsin53，解得安培力F=0.3N，由F=BIL=BEL/R，得E=3V，故B错误，C正确；

D. 导体棒在摆动过程中电源提供的电能为E=mgL(1cos53)+Q=0.06×10×0.2×0.4J+Q=0.048J+Q，故D错误。

故选:C.