如图*所示,电阻不计且间距为L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端连接阻值为R=1Ω的电阻,虚线OO′下方有...
问题详情:
如图*所示,电阻不计且间距为L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端连接阻值为R=1Ω的电阻,虚线OO′下方有垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量为m=0.3kg、电阻Rab=1Ω的金属杆ab从OO′上方某处以一定初速释放,下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平.在金属杆ab下落0.3m的过程中,其加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.已知ab进入磁场时的速度v0=3.0m/s,取g=10m/s2.则下列说法正确的是( )
A.进入磁场后,金属杆ab中电流的方向由b到a
B.匀强磁场的磁感应强度为1.0T
C.金属杆ab下落0.3 m的过程中,通过R的电荷量0.24C
D.金属杆ab下落0.3 m的过程中,R上产生的热量为0.45J
【回答】
C
【解析】A、进入磁场后棒切割磁感线产生动生电动势,根据右手定则判断可知金属杆ab中电流的方向由a到b,故A错误。B、由乙图知,刚进入磁场时,金属杆的加速度大小a0=10m/s2,方向竖直向上,由牛顿第二定律得:,设杆刚进入磁场时的速度为v0,则有,联立得,代入数据解得,故B错误。C、由图象可知金属杆在磁场外下落的高度为0.06m,则在磁场中下降的高度,则通过R的电荷量,故C正确。D、由图线可知,下落0.3m时做匀速运动,根据平衡有,解得金属杆的速度;根据能量守恒得,而两电阻串联热量关系为,联立解得,故D错误。故选C。
【点睛】本题关键要根据图象的信息读出加速度和杆的运动状态,由牛顿第二定律、安培力、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、能量守恒等多个知识综合求解,综合较强。
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:选择题
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