Question

高中物理选择题

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。若保持拉力恒定，经时间t1后速度为v，加速度为a1，最终以速度2v做匀速运动；若保持拉力的功率恒定，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．t2＜t1
C．a2 =2a1 D．a2= 3a1
答案是A、D要详细解释！

Answer 1

1、拉力恒定，设为F
最终以速度2v做匀速运动，则有F=F安
而F安=2B²L²V/R，所以F=F安=2B²L²V/R
当速度为v时，F安1=B²L²V/R
所以F-F安1=B²L²V/R
牛2：B²L²V/R=ma1
t1=Δv/a1
2、设恒定功率为P
最终也以速度2v做匀速运动，则有P=2FV
且F=F安=2B²L²V/R
当速度为V时，P=F1V，F1=P/V=2FV/V=2F
且此时的安培力F安1′=B²L²V/R
根据牛2 ：F1-F安′=ma2
有：2F-F安′=4B²L²V/R-B²L²V/R=ma2，得a2=3B²L²V/R
t2=ΔV/a2
3、综上所述可得a2=3a1
因为a2>a1，速度变化都是V
所以t1>t2
BD

Answer 2

首先答案应该是BD
因为最终都以2V的速度匀速，最终拉力等于安培力，此时安培力相等2B²L²V/R；前者为恒力所以拉力一直等于2B²L²V/R，当速度V时，合力为2B²L²V/R-B²L²V/R=B²L²V/R；后者功率恒定F2V=4B²L²V²/R，当速度V时拉力为4B²L²V/R，合力为4B²L²V/R-B²L²V/R=3B²L²V/R；所以加速度之比等于合力之比1：3. 前者为恒力所以拉力一直等于2B²L²V/R，后者功率恒定，当速度小时，拉力大于2B²L²V/R，所以后者加速度要大，速度增到V所需时间短，故t2＜t1

Answer 3

t1>t2,a2=3a1
解：第一种情况匀速时，恒力F＝ ，
第二种情况下， ，
又F－ ＝ma1， ＝ma2，
故a1＝ ，a2＝ ，
因此a2＝3a1，D对，
速度相同时，a2＞a1，故第一种情况用时多，A对。
应选AD。