Question

【題目】如圖所示,相距為L的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，上端接有定值電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng).導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻,重力加速度為g.。下列選項(xiàng)正確的是

A. 拉力的功率P=2 mgvsinθ

B. 拉力的功率P=3 mgvsinθ

C. 當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時(shí)加速度大小為sinθ

D. 在速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所儆的功

Answer 1

【答案】AC

【解析】當(dāng)導(dǎo)體棒以v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受力平衡，可得：，電動(dòng)勢(shì)為：，電流為：，聯(lián)立可得：，同理當(dāng)導(dǎo)體棒以2v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受力平衡，則有：，可得：F=mgsinθ，拉力的功率為：P=Fv=2mgvsinθ，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時(shí)，由牛頓第二定律得：，解得：，故C正確；由能量守恒，當(dāng)速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力及重力所做的功，故D錯(cuò)誤。所以AC正確，BD錯(cuò)誤。