Question

【题目】如图所示，导体框位于竖直平面内，匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度大小B=2.0T，水平导体棒MN可沿两侧足够长的光滑导轨下滑而不分离，导体棒MN质量m=0.1kg，接入电路的电阻r=1.0Ω；导轨宽度L=1.0m，定值电阻R=3.0Ω，装置的其余部分电阻可忽略不计。将导体棒MN无初速度释放，导体棒下滑h=2.0m高度时速度达到最大，重力加速度g=10m/s2。则导体棒

A. 下滑的最大速度为4m/s

B. 从释放到下滑h高度所经历时间为2.1s

C. 从释放到下滑h高度过程中，电阻R产生的热量为1.95J

D. 从释放到下滑h高度过程中，通过电阻R的电荷量为1C

Answer 1

【答案】BD

【解析】

分析可知，导体棒无初速度释放，导体棒做加速度逐渐较小的加速度运动，当重力和安培力相等时，加速度为零，速度最大。全电路电阻上产生的焦耳热，数值上等于克服安培力做的功，根据串联电路中热量与电阻的分配关系，可得；根据感应电流的平均值，可推导出电荷量公式，可计算通过电阻R的电荷量。

A、导体棒速度最大时，安培力等于重力，即：，其中，联立得：，，代入数据得：，A错误；

C、由动能定理可知：，解得：，所以全电路电阻上的焦耳热，所以电阻R上消耗的热量，C错误

D、导体下落h的过程中，通过导线横截面的电量，D正确。

B、导体棒下落h=2m的过程中，设经历时间为t，根据动量定理得：，即，代入数据解得：，B正确。

故选BD。