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(2013•重庆一模)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
题目详情
(2013•重庆一模)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v,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v,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
A.t2=t1
B.t1>t2
C.a2=2a1
D.a2=5a1
▼优质解答
答案和解析
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安=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 ②
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安=
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
F=F安=BIL=BL•
BL•2v |
R |
2B2L2v |
R |
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-
B2L2v |
R |
由①②解得:a1=
B2L2v |
Rm |
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安=
2B2L2v |
R |
所以P=
4B2L2v2 |
R |
则当速度为v时,拉力大小为:F1=
P |
v |
4B2L2v |
R |
根据牛顿第二定律,得:
F1-
B2L2v |
R |
3B2L2v |
Rm |
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
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