Question

高中一道物理题

如图所示水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在空间内，质量一定的金属棒PQ垂直于导轨放置。今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止。设导轨与棒的电阻均不计、a、b与b、c的间距相等，则金属棒在由a→b与b→c的两个过程中下列说法中正确的是 （ ）
A．金属棒运动的加速度相等
B．通过金属棒横截面的电量相等
C．回路中产生的电能Eab<Ebc
D．金属棒通过a、b两位置时的加速度大小关系
为aa>ab
B选项怎么理解
C选项怎么理解

Answer 1

根据题意
导体棒有速度v。 在磁场中减速运动。 水平方向只受安培力作用 由于安培力向左，且
F=B^2L^2V/R (根据F=BIL I=E/R E=BLV联立得到）
在这里 V是瞬时速度
由于时间速运动 速度不断减小 所以得出 安培力不断减小
F=am
所以加速度不断减小的
AC错了 D正确
又因为Q=It
所以 Q=BLV/R ×t
这里把速度看成是无数个小片段，当时间趋近于零，速度变化也趋近于零可以在很短时间内当作不变的，很小的时间乘以不变的速度就是位移（微元思想，把无数个小片段相加就是总位移）
所以Q＝BLS／R
ab=bc 所以通过的电荷量相等 B正确

至于C选项 E的大小与瞬时速度有关 其实就是在问你 速度的变化是怎样的

Answer 2

运用法拉第电磁感应定律可以求出运动过程的平均电动势，运用闭合电路欧姆定律可以求出电路中的平均感应电流，由电流强度的定义式（电量除时间）可以求出运动的时间里通过金属棒截面的电量。计算结果表明，他与运动时间无关，等于运动的一段时间里电路磁通量的变化量除以总电阻。本题中两段运动中，电路磁通量的变化量（增量）相等。因此B对。

Answer 3

设每根绳子的张力为T，对O点进行受力分析，由题意可知，O点受向下的冲击力F(此时不要考虑运动员的重力，题中所给的运动员的质量M属于无用信息，只起个误导作用)建立坐标系，将绳子的张力投影，水平方向相互抵消，竖直方向上每根绳子的分力为T/2,共4根，所以有，竖直方向的平衡方程:2T=F，得到T=F/2