(2013?南昌一模)光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,一根质量
(2013?南昌一模)光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,一根质量为m、电阻为R的导体棒ab,用长为l的绝缘细线悬挂,悬线竖直时导体...
(2013?南昌一模)光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,一根质量为m、电阻为R的导体棒ab,用长为l的绝缘细线悬挂,悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接 触且细线处于张紧状态,如图所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场.当闭合开关S时,导体棒向右摆出,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ角,则( )A.磁场方向一定竖直向下B.导体棒离开导轨前受到向左的安培力C.导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mglcosθD.导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl(1-cosθ)
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A、当开关S闭合时,导体棒向右摆起,说明其所受安培力水平向右,由左手定则可知,磁场方向竖直向下,A正确;
B、由左手定则可知导体棒受到的安培力向右,故B错误;
C、导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mgl(1-cos θ),故C错误;
D、设导轨棒右端的初动能为Ek,摆动过程中机械能守恒,有Ek=mgl(1-cosθ),导体棒的动能是电流做功而获得的,若回路电阻不计,则电流所做的功全部转化为导体棒的动能,此时有W=IEt=qE=Ek,得W=mgl(1-cosθ),q=mglE(1-cosθ),题设条件有电源内阻不计而没有“其他电阻不计”的相关表述,因此其他电阻不可忽略,那么电流做的功就大于mgl(1-cosθ),通过导体棒的电荷量也就大于mglE(1-cosθ),D正确.
故选:AD.
B、由左手定则可知导体棒受到的安培力向右,故B错误;
C、导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于mgl(1-cos θ),故C错误;
D、设导轨棒右端的初动能为Ek,摆动过程中机械能守恒,有Ek=mgl(1-cosθ),导体棒的动能是电流做功而获得的,若回路电阻不计,则电流所做的功全部转化为导体棒的动能,此时有W=IEt=qE=Ek,得W=mgl(1-cosθ),q=mglE(1-cosθ),题设条件有电源内阻不计而没有“其他电阻不计”的相关表述,因此其他电阻不可忽略,那么电流做的功就大于mgl(1-cosθ),通过导体棒的电荷量也就大于mglE(1-cosθ),D正确.
故选:AD.
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