Question

豎直平面內水平放置的光滑導軌，導軌間距為L，電阻不計，導軌間有水平方向的勻強磁場，磁感應強的大小為B=2T，方向如圖，有有兩根質量均為m=0.1kg，長度均為L=0.2m，電阻均為R=0.4Ω的導體棒ab和cd與導軌接觸良好，當用豎直向上的力F使ab棒向上做勻速直線運動時，cd棒恰好靜止不動，g=10m/s²則（ ）

A．ab棒運動的速度是5m/s
B．力F的大小為2N
C．在1s內，力F做的功為5J
D．在1s內，cd棒產生的電熱為5J

Answer 1

【答案】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；再根據法拉第電磁感應定律和歐姆定律，結合功表達式與焦耳定律即可求解．
解答：解：A、cd靜止不動，cd棒受到的安培力等于它的重力，
B L=mg，
解得，v==5m/s，故A正確．
B、導體棒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B正確．
C、在1s內拉力做的功，W=F_拉vt=2×5×1J=10 J，故C錯誤．
D、在1s內，電路消耗的電能Q= t=5 J，則cd棒產生的電熱為2.5J，故D錯誤．
故選AB．
點評：本題是電磁感應現象中的力平衡問題，關鍵是對安培力和電路的分析和計算．