Question

【题目】如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成30°角固定放置，导轨间距为1m，导轨所在平面有磁感应强度大小为100T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨的上端M与P间接有电容为200F的电容器。质量为1kg的金属棒b垂直放置在导轨上，对金属棒施加一沿导轨平面向下、大小为10N的恒力F作用，使其由静止开始运动。不计导轨和金属棒的电阻，重力加速度g＝10m/s2。则下列说法正确的是

A. 金属棒先做变加速运动，后做匀速运动

B. 金属棒运动过程中通过其电流方向从b到，大小恒定为0.1A

C. 金属棒由静止开始运动至t＝1s时电容器所带电荷量为10C

D. 金属棒由静止开始运动至t＝1s时电容器储存的电场能为25J

Answer 1

【答案】BD

【解析】经过时间时，金属棒速度设为，金属棒切割磁感线产生电动势变化，通过电容器的电流，又加速度定义式，可得，对金属棒，应用牛顿第二定律有，解得： ，故A错误；根据右手定则可知通过其电流方向从b到a，由以上可得，代入数据可得： ，故B正确；经过时间t流过电路横截面的电量： ，故C错误；经过时间t金属棒的运动位移，末速度，对金属棒应用动能定理有，又安培力做功都转化为平行板中电场的电场能，联立以上并代入数据解得： ，故D正确。所以D正确，ABC错误。