如图所示,固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现杆受到水平向左、垂直于杆的恒力F作用,从静止开始沿导轨运动,当运动距离L时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。则此过程: A.杆的速度最大值为 B.流过电阻R的电量为 C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量 D.恒力F做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量
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试题分析:当导体棒匀速运动时期速度最大,设最大速度为v,则有F=μmg+F 安 ,F 安 =BIl=B 2 l 2 v/(R+r),解得v=(F-μmg(R+r)/B 2 l 2 ,A错误;流过电阻R的电量为q=ΔΦ/R 总 =Bdl/(R+r),B正确;由功能关系,恒力做功等于导体棒与导轨摩擦生热、导体棒动能增量、导体棒和电阻R上产生焦耳热之和,C错误,D正确。 |