Question

8．豎直放置的平行光滑導(dǎo)軌，其電阻不計(jì)，磁場(chǎng)方向如圖所示，磁感強(qiáng)度B=0.5T，導(dǎo)體ab及cd長(zhǎng)均為0.2m，電阻均為0.1Ω，重均為0.1N，現(xiàn)用豎直向上的力拉導(dǎo)體ab，使之勻速上升（與導(dǎo)軌接觸良好），此時(shí)釋放cd，cd恰好靜止不動(dòng)，那么ab上升時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． ab受到的推力大小為0.2 N
• B． ab向上的速度為2 m/s
• C． 在2 s內(nèi)，推力做功轉(zhuǎn)化的電能是0.8 J
• D． 在2 s內(nèi)，推力做功為0.6 J

Answer 1

分析 要使cd始終保持靜止不動(dòng)，cd棒受到的安培力與重力平衡，ab勻速上升，受力也平衡，對(duì)兩棒組成的整體研究，由平衡條件可求得推力的大小．
對(duì)ab研究，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律求解速度．由焦耳定律求解2s內(nèi)產(chǎn)生的電能，由W=Fs=Fvt求解推力做功．

解答 解：A、導(dǎo)體棒ab勻速上升，受力平衡，cd棒靜止，受力也平衡，對(duì)于兩棒組成的整體，合外力為零，根據(jù)平衡條件可得：ab棒受到的推力F=2mg=0.2N，故A正確．
B、對(duì)cd棒，受到向下的重力G和向上的安培力F_安，由平衡條件得：F_安=G，即BIL=G，又I=$\frac{BLv}{2R}$，解得：v=$\frac{2GR}{{B}^{2}{L}^{2}}$=$\frac{2×0.1×0.1}{0．{5}^{2}×0．{2}^{2}}$=2m/s，故B正確．
C、在2s內(nèi)，電路產(chǎn)生的電能Q=$\frac{{E}^{2}}{2R}$t=$\frac{（BLv）^{2}}{2R}$t=$\frac{（0.5×0.2×2）^{2}}{2×0.1}$×2J=0.4J，則在2s內(nèi)，拉力做功，有0.4J的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故C錯(cuò)誤．
D、在2s內(nèi)拉力做的功為：W=F_推vt=0.2×2×2J=0.8J，故D錯(cuò)誤．
故選：AB．

點(diǎn)評(píng) 本題是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力平衡問(wèn)題，關(guān)鍵是對(duì)安培力和電路的分析和計(jì)算．要靈活選擇研究對(duì)象，本題運(yùn)用整體法和隔離法結(jié)合，比較簡(jiǎn)潔．