Question

18．如圖所示，豎直平面內(nèi)有平行放置的光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L，電阻不計，導(dǎo)軌間有水平方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T，方向如圖所示．有兩根質(zhì)量均為m=0.1kg、長度均為L=0.2m、電阻均為R=0.8Ω的導(dǎo)體棒ab和cd與導(dǎo)軌接觸良好，當(dāng)用豎直向上的力F使ab棒向上做勻速運動時，cd棒剛好能靜止不動，則下列說法正確的是（g取10m/s²）（　�。�

• A． 力F的大小為2N
• B． ab棒的運動速度是10m/s
• C． 在1s內(nèi)，力F做的功為20J
• D． 在1s內(nèi)，cd棒產(chǎn)生的電熱為2.5J

Answer 1

分析 要使cd始終保持靜止不動，cd棒受到的安培力與重力平衡，即可求解；再根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律，結(jié)合功表達(dá)式與焦耳定律即可求解．

解答 解：B、cd靜止不動，cd棒受到的安培力等于它的重力，有：
B$\frac{BLv}{2R}$L=mg，
解得：v=$\frac{mg•2R}{{B}_{\;}^{2}{L}_{\;}^{2}}$=$\frac{0.1×10×2×0.8}{{2}_{\;}^{2}×0．{2}_{\;}^{2}}$=10m/s，故B正確．
A、導(dǎo)體棒ab，使之勻速上升，棒ab受到向下的重力G和向下的安培力F，則ab棒受到的拉力F_拉=F+G=2mg=2N，故A錯誤．
C、在1s內(nèi)拉力做的功，W=F_拉vt=2×10×1J=20J，故C錯誤．
D、在1s內(nèi)，電路消耗的電能Q=$\frac{{E}_{\;}^{2}}{2R}$t=$\frac{（BLv）_{\;}^{2}}{2R}t=\frac{（2×0.2×10）_{\;}^{2}}{2×0.8}×1$=10J，則cd棒產(chǎn)生的電熱為5J，故D錯誤．
故選：ABC

點評 本題是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力平衡問題，關(guān)鍵是對安培力和電路的分析和計算．