Question

如图（a）所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝30°固定在地面上，M、P之间接电阻箱R，电阻箱的阻值范围为0～4Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B＝0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为v_m。改变电阻箱的阻值R，得到v_m与R的关系如图（b）所示。已知轨道间距为L＝2m，重力加速度取g＝10m/s²，轨道足够长且电阻不计。则

A．金属杆滑动时产生的感应电流方向是a→b→M→P→a

B．当R＝0时，杆ab匀速下滑过程中产生感生电动势的大小为2V

C．金属杆的质量为m＝0.2kg，电阻r＝2Ω

D．当R＝4Ω时，回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功为0.6J

Answer

BCD

【解析】

试题分析：金属杆滑动时，穿过abMP的磁通量增大，根据楞次定律可得，产生的感应电流方向为，A错误；从b图中可得当时，最大速度，故，B正确；根据受力分析可得金属杆受到的安培力和重力沿斜面向下的分力相等时，速度最大，即时速度最大，而，，联立可得，所以图像的斜率，纵截距，解得：，，C正确；当时，根据公式可得电功率，所以，根据动能定理可得，故代入数据可得，D正确

考点：考查了导体切割磁感线运动

【名师点睛】电磁感应问题经常与电路、受力分析、功能关系等知识相结合，是高中知识的重点，该题中难点是第三问，关键是根据物理规律写出两坐标物理量之间的函数关系：根据、及平衡条件，推导出杆的最大速度v与R的表达式，结合图象的意义，求解杆的质量m和阻值r；