Question

如图所示，足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，导轨间距为L＝1 m，其右端连接有定值电阻R＝2 Ω，整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度B＝1 T的匀强磁场中．一质量m＝2 kg的金属棒在恒定的水平拉力F＝10 N的作用下，在导轨上由静止开始向左运动，运动中金属棒始终与导轨垂直．导轨及金属棒的电阻不计，下列说法正确的是（  ）

A．产生的感应电流方向在金属棒中由a指向b

B．金属棒向左做先加速后减速运动直到静止

C．金属棒的最大加速度为5 m/s²

D．水平拉力的最大功率为200 W

Answer

ACD

【解析】

试题分析：金属棒向左运动切割磁感线，根据右手定则判断得知产生的感应电流方向由a→b，A正确；金属棒所受的安培力先小于拉力，棒做加速运动，后等于拉力做匀速直线运动，速度达到最大，B错误；根据牛顿第二定律得：F－＝ma，可知棒的速度v增大，加速度a减小，所以棒刚开始运动时加速度最大，最大加速度amax＝m/s2＝5 m/s2，C正确；当棒的加速度a＝0时速度最大，设最大速度为，则有F＝，所以vmax＝ m/s＝20 m/s，所以水平拉力的最大功率Pmax＝ Fvmax＝10×20W＝200W，D正确．

考点：考查了导体切割磁感线运动

【名师点睛】由右手定则判断感应电流的方向．金属棒在拉力和安培力作用下运动，通过分析安培力的变化，判断加速度的变化，即可确定最大加速度．当拉力等于安培力时，速度达到最大，结合切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律以及安培力大小公式求出最大速度的大小．由求解拉力的最大功率