Question

【題目】如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面成30°角固定放置，導(dǎo)軌間距為1m，導(dǎo)軌所在平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為100T、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，導(dǎo)軌的上端M與P間接有電容為200F的電容器。質(zhì)量為1kg的金屬棒b垂直放置在導(dǎo)軌上，對金屬棒施加一沿導(dǎo)軌平面向下、大小為10N的恒力F作用，使其由靜止開始運(yùn)動。不計導(dǎo)軌和金屬棒的電阻，重力加速度g＝10m/s2。則下列說法正確的是

A. 金屬棒先做變加速運(yùn)動，后做勻速運(yùn)動

B. 金屬棒運(yùn)動過程中通過其電流方向從b到，大小恒定為0.1A

C. 金屬棒由靜止開始運(yùn)動至t＝1s時電容器所帶電荷量為10C

D. 金屬棒由靜止開始運(yùn)動至t＝1s時電容器儲存的電場能為25J

Answer 1

【答案】BD

【解析】經(jīng)過時間時，金屬棒速度設(shè)為，金屬棒切割磁感線產(chǎn)生電動勢變化，通過電容器的電流，又加速度定義式，可得，對金屬棒，應(yīng)用牛頓第二定律有，解得： ，故A錯誤；根據(jù)右手定則可知通過其電流方向從b到a，由以上可得，代入數(shù)據(jù)可得： ，故B正確；經(jīng)過時間t流過電路橫截面的電量： ，故C錯誤；經(jīng)過時間t金屬棒的運(yùn)動位移，末速度，對金屬棒應(yīng)用動能定理有，又安培力做功都轉(zhuǎn)化為平行板中電場的電場能，聯(lián)立以上并代入數(shù)據(jù)解得： ，故D正確。所以D正確，ABC錯誤。