Question

【題目】如圖所示，兩根光滑、足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上。滑動變阻器接入電路的電阻值為R(最大阻值足夠大)，導(dǎo)軌的寬度L=0.5 m，空間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=1T。內(nèi)阻的金屬桿在F=5N的水平恒力作用下由靜止開始運動。經(jīng)過一段時間后，金屬桿的速度達(dá)到最大速度vm，不計導(dǎo)軌電阻，則有（　�。�

A. R越小，vm越大

B. 金屬桿的最大速度大于或等于20 m/s

C. 在金屬桿達(dá)到最大速度之前，恒力F所做的功等于電路中消耗的電能

D. 金屬桿達(dá)到最大速度后，金屬桿中電荷沿桿長度方向定向移動的平均速率ve與恒力F成正比

Answer 1

【答案】BD

【解析】

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得感應(yīng)電流,勻速運動時受力平衡,則計算得出: ,由此可以知道, R越小，vm越小，故A錯誤； 當(dāng)時,最小,此時,所以金屬桿的最大速度大于或等于20 m/s ,故B正確；根據(jù)功能關(guān)系可以知道,在金屬桿達(dá)到最大速度之前,恒力F所做的功等于電路中消耗的電能與金屬桿動能增加之和,故C錯誤;金屬桿達(dá)到最大速度后,有 ,所以,根據(jù)恒定電流的微觀計算公式可得 ,計算得出,所以金屬桿中電荷沿桿長度方向定向移動的平均速率ve與恒力F成正比，故D正確；故選BD