Question

【题目】两根相距为L的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边与水平面的夹角为37°，质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨的电阻不计，回路总电阻为2R，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中，当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时，cd杆恰好处于静止状态，重力加速度为g，以下说法正确的是（ ）

A.ab杆所受拉力F的大小为mg sin37°
B.回路中电流为
C.回路中电流的总功率为mgv sin37°
D.m与v大小的关系为m=

Answer 1

【答案】D
【解析】解：A、对于cd杆，由平衡条件得：F安=mgtan37°，对ab杆，由于感应电流的大小、导线的长度相等，两杆所受的安培力大小相等，由平衡条件得知，F=F安，拉力F=mgtan37°，故A错误；

B、cd杆所受的安培力F安=BIL，又F安=mgtan37°，得电流为：I= ，故B错误；

C、回路中电流的总功率等于拉力的功率，为P=Fv=mgvtan37°，故C错误；

D、根据E=BLv，I= ，F安=BIL得，F安= ，结合F安=mgtan37°，解得：m= ，故D正确．

故选：D．

ab杆和cd杆均处于平衡状态，运用平衡条件分别对两杆研究，即可求得F的大小；对于cd杆分析，由平衡条件求解感应电流；回路中电流的总功率等于拉力的功率，由公式P=Fv求出．根据安培力与速度的关系，推导出m与v的关系．