(2014•凉山州模拟)如图,U形光滑进去导轨NMPQ(其电阻不计)固定在水平面内,轨距L=1m,导轨左端连一个阻值为R

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  • 解题思路:对m和ab杆整体,根据牛顿第二定律求解刚释放的瞬间金属杆的加速度;金属杆速度最大时,做匀速直线运动,根据平衡条件和安培力与速度的关系式,结合进行求解最大速度v;由功能关系求出电阻的最大热功率;根据系统的能量守恒求解回路产生的焦耳热,即可得到金属杆克服安培力做功.

    A、刚释放的瞬间,回路中没有感应电流,金属杆不受安培力,对金属杆和物体m整体研究,根据牛顿第二定律得:

    a=[mg/M+m]=[0.1×10/0.4+0.1]=2m/s2;故A错误.

    B、金属杆速度最大时,做匀速直线运动,由mg=

    B2L2v

    R+r,

    解得最大速度为:v=

    mg(R+r)

    B2L2=

    0.1×10×(7.5+0.5)

    22×12m/s=2m/s,故B正确.

    C、金属杆的速度最大时,回路中的感应电流最大,为:I=[BLv/R+r]=[2×1×2/7.5+0.5]A=0.5A,

    电阻R的最大热功率为:p=I2R=0.52×7.5W=1.875W,故C错误.

    D、从静止开始运动到速度最大的过程中,对系统,根据能量守恒得:mgl=[1/2(M+m)v2+Q,

    得:Q=mgl-

    1

    2(M+m)v2=0.1×10×1.8-

    1

    2]×(0.4+0.1)×22=0.8J,则

    金属杆克服安培力做功为:W=Q=0.8J,故D正确.

    故选:BD

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;牛顿第二定律;电功、电功率;安培力.

    考点点评: 本题是电磁感应与电路知识的综合,关键要掌握安培力与速度的关系式F=B2L2vR+r,这个表达式经常用到,要在理解的基础上最好记住.

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