如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放,当速度达到

◎ 题目

如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放,当速度达到v时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为P,导体棒最终以2v的速度匀速运动.导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g.下列选项正确的是(  )
A.P=2mgvsinθ
B.P=3mgvsinθ
C.当导体棒速度达到
v
2
时加速度大小为
g
2
sinθ
D.在速度达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力所做的功
魔方格

◎ 答案

A、当导体棒以v匀速运动时受力平衡,则mgsinθ=BIl=
B2L2v
r
,当导体棒以2v匀速运动时受力平衡,则 F+mgsinθ=BIl=
B2L22v
r
,故 F=mgsinθ,拉力的功率P=Fv=2mgvsinθ,故A正确
B、同理,B错误
C、当导体棒速度达到
v
2
时,由牛顿第二定律,mgsinθ-
B2L2v
2r
=ma,解得a=
g
2
sinθ
,故C正确
D、由能量守恒,当速度达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力及重力所做的功,故D错误
故选AC

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放,当速度达到…”主要考查了你对  【平均功率和瞬时功率的区别】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】  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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