Question

【題目】如圖所示，光滑導(dǎo)軌由傾斜和水平兩部分在MM′處平滑連接組成，導(dǎo)軌間距為0.5m，水平導(dǎo)軌處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，傾斜導(dǎo)軌上端連接阻值為1的電阻R，現(xiàn)讓質(zhì)量為0.1kg、阻值也為1的金屬棒a從距離水平導(dǎo)軌高度為0.8m處由靜止釋放，金屬棒a到達(dá)磁場(chǎng)中OO′時(shí)的動(dòng)能是金屬棒運(yùn)動(dòng)到MM′時(shí)動(dòng)能的，最終靜止在水平導(dǎo)軌上，金屬棒a與導(dǎo)軌垂直且接觸良好、導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度g=10m/s2，下列分析正確的是（　　）

A.金屬棒a運(yùn)動(dòng)到MM′時(shí)回路中的電流為4A

B.金屬棒a運(yùn)動(dòng)到OO′時(shí)的加速度大小為10m/s2

C.在金屬棒a整個(gè)滑動(dòng)的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為0.4J

D.若金屬棒a從高為1.25m處由靜止釋放，可能停在OO′的左側(cè)

Answer 1

【答案】BC

【解析】

A．金屬棒沿斜軌道下滑過(guò)程，據(jù)動(dòng)能定理有

解得

此時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為

電流為

故A錯(cuò)誤；

B．由題意知，金屬棒a到達(dá)磁場(chǎng)中OO'時(shí)的動(dòng)能是金屬棒運(yùn)動(dòng)到MM'時(shí)動(dòng)能的，金屬棒到達(dá)OO′時(shí)的速度為

根據(jù)牛頓第二定律得

解得

故B正確；

C．對(duì)金屬棒運(yùn)動(dòng)全過(guò)程，根據(jù)能量守恒定律有

其中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱與金屬棒上的焦耳熱按阻值分配有

故C正確；

D．金屬棒a從距離水平導(dǎo)軌高度為0.8m處由靜止釋放，金屬棒a到達(dá)磁場(chǎng)中OO'時(shí)的動(dòng)能是金屬棒運(yùn)動(dòng)到MM'時(shí)動(dòng)能的，最終靜止時(shí)停在OO′的右側(cè)，若金屬棒a從高為1.25m處由靜止釋放，最終靜止時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)能會(huì)更多，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的距離會(huì)更大，所以最終靜止時(shí)停在OO'的右側(cè)，故D錯(cuò)誤。

故選BC。