Question

【題目】在傾角為θ的斜面上固定兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN，相距為L，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下．有兩根質(zhì)量均為m的金屬棒a、b，先將a棒垂直導(dǎo)軌放置，用跨過光滑定滑輪的細(xì)線與物塊c 連接，連接a棒的細(xì)線平行于導(dǎo)軌，由靜止釋放c，此后某時(shí)刻，將b也垂直導(dǎo)軌放置，a、c此刻起做勻速運(yùn)動，b棒剛好能靜止在導(dǎo)軌上．a(chǎn)棒在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直，兩棒與導(dǎo)軌電接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．則（ ）

A.物塊c的質(zhì)量是2msinθ
B.b棒放上導(dǎo)軌前，物塊c減少的重力勢能等于a、c增加的動能
C.b棒放上導(dǎo)軌后，物塊c減少的重力勢能等于回路消耗的電能
D.b棒放上導(dǎo)軌后，a棒中電流大小是

Answer 1

【答案】A,D
【解析】解：A、b棒靜止說明b棒受力平衡，即安培力和重力沿斜面向下的分力平衡，a棒勻速向上運(yùn)動，說明a棒受繩的拉力和重力沿斜面向下的分力大小以及沿斜面向下的安培力三個(gè)力平衡，c勻速下降則c所受重力和繩的拉力大小平衡．

由b平衡可知，安培力大小F安=mgsinθ

由a平衡可知，F(xiàn)繩=F安+mgsinθ=2mgsinθ，由c平衡可知F繩=mcg

因?yàn)槔K中拉力大小相等，故2mgsinθ=mcg，即物塊c的質(zhì)量為2msinθ，A符合題意；

B、b放上之前，根據(jù)能量守恒知物塊c減少的重力勢能等于a、c增加的動能與a增加的重力勢能之和，B不符合題意．

C、b棒放上導(dǎo)軌后，物塊c減少的重力勢能等于回路消耗的電能、a、c增加的動能與a增加的重力勢能之和，C不符合題意．

D、根據(jù)b棒的平衡可知F安=mgsinθ

又因?yàn)镕安=BIL，則知 I= ，D符合題意；

故答案為：AD．
本題突出對物理過程的分析，涉及物體受力平衡能量守恒等知識。利用物體受力分析和能量守恒綜合分析求解。