如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值R=2Ω的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量m=0.2kg、

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1 m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值R=2 Ω的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量m=0.2 kg、电阻r=1 Ω的金属棒ab放在两导轨上.棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数μ=0.25(设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小).当金属棒由静止下滑60 m时速度达到稳定,电阻R消耗的功率为8 W,金属棒中的电流方向由a到b,则下列说法正确的是(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(  )
A.金属棒沿导轨由静止开始下滑时,加速度a的大小为 4 m/s2
B.金属棒达到稳定时速度v的大小为10 m/s
C.磁场方向垂直导轨平面向上,磁感应强度B的大小为 0.4 T
D.金属棒由静止到稳定过程中,电阻R上产生的热量为 25.5 J

◎ 答案

AC

◎ 解析

开始下滑时不受安培力,由牛顿第二定律得a=gsin θ-μgcos θ=4 m/s2,选项A正确.速度达到稳定时合力为零:+μmgcos θ=mgsin θ,得=0.8 N,由已知·=8 W,得v=15 m/s,选项B错误.根据左手定则可得,磁场方向垂直于导轨平面向上,由=0.8 N,将v=15 m/s代入得B=0.4 T,选项C正确.根据能量守恒,产生的总焦耳热量为Q=mgxsin θ-mv2-μmgxcos θ=25.5 J,R上产生的热量为QRQ=17 J,选项D错误.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值R=2Ω的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量m=0.2kg、…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  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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