Question

【題目】如圖所示，導體框位于豎直平面內，勻強磁場垂直于紙面向里，磁感應強度大小B=2.0T，水平導體棒MN可沿兩側足夠長的光滑導軌下滑而不分離，導體棒MN質量m=0.1kg，接入電路的電阻r=1.0Ω；導軌寬度L=1.0m，定值電阻R=3.0Ω，裝置的其余部分電阻可忽略不計。將導體棒MN無初速度釋放，導體棒下滑h=2.0m高度時速度達到最大，重力加速度g=10m/s2。則導體棒

A. 下滑的最大速度為4m/s

B. 從釋放到下滑h高度所經歷時間為2.1s

C. 從釋放到下滑h高度過程中，電阻R產生的熱量為1.95J

D. 從釋放到下滑h高度過程中，通過電阻R的電荷量為1C

Answer 1

【答案】BD

【解析】

分析可知，導體棒無初速度釋放，導體棒做加速度逐漸較小的加速度運動，當重力和安培力相等時，加速度為零，速度最大。全電路電阻上產生的焦耳熱，數值上等于克服安培力做的功，根據串聯電路中熱量與電阻的分配關系，可得；根據感應電流的平均值，可推導出電荷量公式，可計算通過電阻R的電荷量。

A、導體棒速度最大時，安培力等于重力，即：，其中，聯立得：，，代入數據得：，A錯誤；

C、由動能定理可知：，解得：，所以全電路電阻上的焦耳熱，所以電阻R上消耗的熱量，C錯誤

D、導體下落h的過程中，通過導線橫截面的電量，D正確。

B、導體棒下落h=2m的過程中，設經歷時間為t，根據動量定理得：，即，代入數據解得：，B正確。

故選BD。