如图所示,两光滑平行导轨水平放置在匀强磁场中,磁场垂直导轨所在平面,金属棒ab可沿导轨自由滑动,导轨一端跨接一个定值电阻R,导轨电阻不计.现将金属棒沿导轨由静止向右拉

◎ 题目

如图所示,两光滑平行导轨水平放置在匀强磁场中,磁场垂直导轨所在平面,金属棒ab可沿导轨自由滑动,导轨一端跨接一个定值电阻R,导轨电阻不计.现将金属棒沿导轨由静止向右拉,若保持拉力F恒定,经过时间t1后速度为v1,加速度为a1,最终以速度2v做匀速运动;若保持拉力的功率P恒定,棒由静止经时间t2后速度为v2,加速度为a2,最终也以速度2v做匀速运动,则(  )
A.t2=t1 B.t1>t2 C.a2=2a1 D.a2=5a1
魔方格

◎ 答案

B

◎ 解析

试题分析:

C、D由于两种情况下,最终棒都以速度2v匀速运动,此时拉力与安培力大小相等,则有:

   F=F=BIL=BL ?= ①
当拉力恒定,速度为v,加速度为a1时,根据牛顿第二定律有:F-= ma1

由①②解得:a1=

若保持拉力的功率恒定,速度为2v时,拉力为F,则有:P=F?2v,
 又F=F=

所以P=

则当速度为v时,拉力大小为:F1==

根据牛顿第二定律,得:
  F1-= ma2,解得:a2=所以有a2=3a1,故CD错误;

A、B当拉力的功率恒定时,随着速度增大,拉力逐渐减小,最后匀速运动时拉力最小,且最小值和第一种情况下拉力相等,因此最后都达到速度2V时,t1>t2,故A错误,B正确.
故选B

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,两光滑平行导轨水平放置在匀强磁场中,磁场垂直导轨所在平面,金属棒ab可沿导轨自由滑动,导轨一端跨接一个定值电阻R,导轨电阻不计.现将金属棒沿导轨由静止向右拉…”主要考查了你对  【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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