Question

【題目】如圖所示，兩條相距為d＝0.5 m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，導(dǎo)軌與水平面間的夾角為θ＝37°，導(dǎo)軌的下端接有阻值為R＝2 Ω的小燈泡L，一質(zhì)量為m＝0.2 kg、電阻為r＝1 Ω、長為d＝0.5 m的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置并與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.5，導(dǎo)軌間存在垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝2 T的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)將導(dǎo)體棒由靜止開始釋放，當(dāng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑的距離為x＝0.46 m時(shí)，導(dǎo)體棒的速度達(dá)到v＝0.9 m/s，且小燈泡此時(shí)正常發(fā)光，重力加速度大小g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，則下列說法中正確的是(　　)

A. 小燈泡的額定功率為0.27 W

B. 導(dǎo)體棒的速度達(dá)到0.9 m/s時(shí)，加速度大小為0.5 m/s2

C. 在導(dǎo)體棒的速度從零增大到0.9 m/s的過程中，通過小燈泡L的電荷量約為0.15 C

D. 在導(dǎo)體棒的速度從零增大到0.9 m/s的過程中，小燈泡L上產(chǎn)生的熱量約為0.069 J

Answer 1

【答案】BCD

【解析】

A、當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為v＝0.9 m/s時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，小燈泡的額定功率為PL＝I2R，而I＝，E＝Bdv，代入數(shù)據(jù)可得PL＝0.18 W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B、當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到v＝0.9 m/s時(shí)，對導(dǎo)體棒由牛頓第二定律有mgsin θ－μmgcos θ－＝ma，代入數(shù)據(jù)解得a＝0.5 m/s2，選項(xiàng)B正確；

C、導(dǎo)體棒的速度從零增大到0.9 m/s的過程中，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑了x＝0.46 m，故q＝Δt＝≈0.15 C，選項(xiàng)C正確；

D、導(dǎo)體棒的速度從零增大到0.9 m/s的過程中，小燈泡上產(chǎn)生的熱量為QL，由能量守恒定律可得QL＝(mgxsin θ－μmgxcos θ－mv2)＝0.069 J，選項(xiàng)D正確。