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如图所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直轨道平面的匀强磁场B，一根质量为m的金属杆MN从轨道上由静止滑下，经过足
网友投稿  2023-04-18 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直轨道平面的匀强磁场B，一根质量为m的金属杆MN从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，流经金属棒的电流达到最大，金属杆做匀速运动，金属杆和轨道电阻均不计。则（   ）
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A．下滑过程中，金属杆中的电流方向为从M到N
B．加速运动过程中，金属杆克服安培力做的功大于可变电阻R产生的焦耳热
C．匀速运动过程中，金属杆的重力功率等于可变电阻R的发热功
D．若R增大，流经金属棒的最大电流将减小

◎ 答案

C

◎ 解析

金属杆受重力、支持力、安培力做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零，速度最大．根据能量守恒定律求出电阻R上消耗的功率．
解：当加速度为零时，速度最大．有mgsin=BIL，   ．
当速度达到最大，做匀速运动，在此过程中能量守恒，则重力做功的功率等于整个电路消耗的功率，即电阻R上消耗的功率．有P=mgvmsin=．
加速运动过程中，金属杆克服安培力做的功等于可变电阻R产生的焦耳热。
速度最大．有mgsin=BIL，
点评：解决本题的关键知道金属杆做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大．根据能量守恒知，匀速运动时，重力做功的功率等于整个电路消耗的功率．

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直轨道平面的匀强磁场B，一根质量为m的金属杆MN从轨道上由静止滑下，经过足…”主要考查了你对  【法拉第电磁感应定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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