如图所示，在一水平桌面上有竖直向上的匀强磁场，已知桌面离地面高h=l.25m现有宽为1m的U形金属导轨DCEH固定在桌面
如图所示，在一水平桌面上有竖直向上的匀强磁场，已知桌面离地面高h=l.25m现有宽为1m的U形金属导轨DCEH固定在桌面上，导轨上垂直导轨放有一质量为2kg、电阻为2Ω的导体棒，导轨电阻不计，导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.2，将导体棒放在CE左侧3m处（CE处与桌边缘重合）．现用F=12N的力作用于导体棒上，使其从静止开始运动，经过3s导体棒刚好到达导轨的末端（在此之前导体棒的运动已达稳定状态），随即离开导轨运动，其落地点距桌子边缘的水平距离为2m重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，则（ ）A．导体棒先做匀加速运动，再做匀速运动，最后做平抛运动
B．磁场的磁感应强度B=3T
C．导体棒上产生的焦耳热为24J
D．整个过程中通过导体棒横截面的电荷量为3C
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解题思路：通过分析导体棒的受力情况，根据安培力大小与速度成正比分析其运动情况．根据平抛运动的规律求出导体棒到达CE处的速度．由能量守恒求解焦耳热，由公式q=[△Φ/R]求解电量．
A、导体棒运动过程中，水平方向受到向右的拉力F、向左的安培力和滑动摩擦力，拉力F和滑动摩擦力不变，安培力随着速度的增大而增大，所以合外力不断减小，加速度减小，做变加速运动，当合外力为零时做匀速运动，离开导轨后做平抛运动．故A错误．
B、对于平抛过程，有：h=[1/2gt2，x=vt
则得 v=x
g
2h]=2×
10
2×1.25=4m/s
导体棒匀速运动时有F=μmg+
B2L2v
R
代入得：12=0.2×2×10+
B2×12×4
2
解得 B=2T，故B错误．
C、根据能量守恒得FS=μmgS+Q+[1/2mv2
代入解得焦耳热 Q=8J，故C错误．
D、整个过程中通过导体棒横截面的电荷量为 q=
△Φ
R]=[BLS/R]=[2×1×3/2]C=3C，故D正确．
故选：D．
点评：
本题考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律．
考点点评： 本题是电磁感应中的力学问题，要运用力学的方法分析导体棒的运动情况，结合电磁感应规律解答．
1年前
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